水庫監測自動化系統助力農業水庫減少安全風險
背景介紹
水庫對防汛減災、供水保障和農業灌溉等至關重要，汛期可以攔洪削峰，非汛期可以儲蓄水資源用以供水、發電、涵養生態，是興水利、除水害的基礎設施。然而，由于水庫經過多年運行使用，工程設施普遍存在老化和損壞，嚴重影響水庫的運行和經濟效益的發揮，威脅著水庫下游人民群眾的生命和財產。
要求“十四五”期間，每年按期開展水庫鑒定，新增的病險水庫及時實施除險加固，健全水庫運行管護長效機制。到2025年年底前，完成險水庫除險加固和每年鑒定后新增的病險水庫除險加固，確保水庫運行;完善雨水情測報、監測設施，健全水庫運行管護長效機制。
一、方案背景
我國已擁有水庫大壩9.8萬余座，其中95%以上為土石壩，95%以上是上個世紀80年代以前建設的老壩。雖然近10年來我國進行了大規模的病險水庫除險加固，但水庫大壩數量多，土石壩多，出險的幾率非常高。一但出險，對下游群眾的人生安全、財產安全造成巨大威脅，因此，對水庫大壩安全自動化監測預警意義重大。相關水利部門也多次下發加強水庫大壩安全監測的條例。
(湖南圣凱安環保科技趙經理133...975..32...997)歡迎來訪趙
“物聯網”水庫監測解決方案
水庫監測自動化系統解決方案由大壩監測、水雨情自動測報、閘門遠程控制、泄洪預警廣播、實時視頻監控等站點構成，實時監測水庫水雨情，遠程控制閘門開關，視頻監控現場實況，實現水庫防汛和大壩監測和預警，為水庫鑒定、水庫除險加固方案制定和防汛指揮調度提供數據依據，同時滿足水庫管理現代化的需要。
系統組成
遠程監測水庫壩體數據
1、變形監測：水平位移、垂直位移、裂縫位移
2、滲流監測：滲流壓力、滲流量
3、滲流水質監測：透明度、含沙量，水溫
4、按照標準MQTT地災協議，自動定時上報到省、市、縣三級水利監管平臺
實時監測庫區水雨情信息
1、實時采集水位、雨量、流量等數據
2、按標準水文/水資源規約，自動定時上報至省、市、縣水利監管平臺
3、可擴展水質、水溫監測等
閘門智能監控
1、智能聯動：根據水庫水位，自動升、降閘門，實現自動化運行
2、遠程控制：通過監管軟件遠程控制閘門的升、降，提高時效性
3、本地手控：通過閘門控制終端的按鍵操控，方便閘門現場調試
實時視頻監控
1、實時監控：視頻監控通過4G/5G網絡實時傳輸，監管平臺可點播預覽現場畫面
2、錄像存儲：視頻遙測終端支持8T存儲，實現前端存儲錄像，后端根據需求對錄像進行錄像點播查看
3、云臺控制：平臺端可通過矩陣鍵盤或云臺配套軟件進行遠程控制
泄洪聯動預警廣播
1、報警聯動：前端監測站監測數值超過限制，本地組站自動預警
2、遠程預警：支持遠程手機、固定電話語音告警;支持遠程短信息告警支持遠程 GPRS 數據告警
3、主從站組網預警：從站可接收主站的調頻廣播告警信息
異常自動報警，報警聯動預警廣播
1、監測數據超過閾值報警，報警信息聯動預警廣播
2、監測設備故障、供電異常、通信中斷時，自動報警
3、報警限值可通過軟件設置
小型水庫“物業化”管理系統
遵循國家水庫管理的相關法律法規、基于當地水庫特點開發水庫智能巡查平臺，水管員利用移動終端(水庫巡檢管理系統APP)，可實現簽到定位、巡查軌跡、任務發布、信息回傳、統計查詢、結果分析的即時管理、即時監督等，協助水庫主管部門對水庫進行有效監管。
系統功能
1、可通過GPS定位、GIS地圖識別巡查人員和水庫的位置、線路，防止巡查員不到現場假巡查情況的發生。
2、可按下載的巡查任務逐項巡查，避免漏查，同時自動巡查簽到。提供水庫規范的巡查表(包括巡查部位、巡查頻次等)，不會漏查內容，每個巡查點狀態分為未完成(紅點)和已完成(綠點)。
3、提供規范的巡查路線指引，提供巡查人員專業和便捷的現場指導、建議、方法、措施等工具。
4、根據水庫巡查的技術規范要求，每一個巡查建筑物的檢查項結果分為正常、各部位問題、其它險情三種。并可以文字描述、拍照等說明方式上報，同時提供現場指引及采取措施的指導。
5、在發現險情時，可拍現場圖片上傳并將報警信息直接上報到智能巡查平臺，并自動通知相關人員。
6、隱患整改過程和整改完成后，可進行隱患復查并上報。
水庫大壩安全監測
1.1 滲流監測
小型水庫開展滲流量監測，大壩存在滲漏明流且適宜安裝監測設備的應設置滲流量監測點，其他情況根據需要設置。
（1）滲流量監測點根據工程規模和分區條件等設置。
（1）滲流量監測方式根據滲流量大小和匯集排水條件采用容積法或量水堰法。
1.2 滲壓監測
水庫大壩應設置滲流壓力監測，大壩滲流壓力監測一般在最大壩高、穿壩建筑物附近或其他滲流、變形較大壩段設置1~2個監測橫斷面。對壩長超過100m的可增加監測橫斷面，對壩高15m以上可根據繞壩滲流情況設置繞壩滲流監測斷面。
滲流壓力監測斷面一般設置2~3個監測點，基本要求如下：
（1）土石壩中均質壩、心墻壩、斜墻壩監測點一般設置在壩頂、壩腳，必要時在下游壩坡增設1個監測點，對壩下埋涵根據需要設置監測點；
（2）混凝土壩及砌石壩根據廊道、帷幕和滲流情況設置揚壓力監測點；
滲流壓力監測宜采用在測壓管中安裝滲壓計進行自動監測，滲壓計可采用振弦式等。在測壓管與滲壓計滲流壓力比測時，可采用測深鐘、電測水位計觀測測壓管水位。
1.3 變形位移監測
變形監測應根據工程規模、壩型特點、壩高壩長及下游影響確定。對壩高超過30m或下游影響較大的土石壩，或壩高超過50m或下游影響大的混凝土壩、砌石壩，應設置表面變形監測設施。其他小型水庫，根據規范要求，結合工程實際，落實大壩變形監測設施設置。土石壩以表面垂直位移監測為主，混凝土壩、砌石壩以表面水平位移監測為主。
變形監測斷面根據壩型壩高等情況設置，宜在壩頂下游側設置一個變形監測縱斷面，對土石壩必要時可增設一個監測橫斷面。大壩兩側選擇基礎穩定的部位至少分別設置1個工作基點，并設置1個校核基點。 作者：恒潤安HRUNAN https://www.bilibili.com/read/cv17523879 出處：bilibili
方案：
方案二：
4G/5G/北斗組網+軟件對接。所有測站設備統一上報至水庫管理部門監管平臺，再通過WebService/OPC/數據庫對接省級水利廳監管平臺。
方案價值
有效緩解水利工程管理中存在的人員不足、技術力量薄弱、管理不規范等問題，有利于扭轉“重建輕管”現象，實現“建管并重”水庫現代化管理方式，對確保水利工程運行和效益正常發揮具有重要意義。如需更多設計方案內容，請聯系本公司圣凱安。
智慧云平臺：
★ 成熟對接全部省水文監管平臺
? 采用標準水文規約的省平臺
? 在水文監測數據通信規約（SL651-2014）基礎上做了擴展的四川、山西、湖南、河北省平臺
★ 通過水利部權威檢測
? 水文監測數據通信規約（SL651-2014）
? 四川省水文測報系統技術規約（SCSW008-2011）
? 特殊區域水文、水資源數據安全采集系統RTU追加測試
? 水文自動測報系統設備 遙測終端機（SLT180-2015）/（SLT180-1996）
★ 4G/5G、北斗雙通道通訊，數據傳輸更可靠
? 4G/5G信號正常時，監測終端自動選用4G/5G網絡與中心通信。
? 極端惡劣天氣導致4G/5G信號差或網絡中斷時，監測終端啟用北斗通信。
★ 多種上報協議可選
? 支持標準水文、水資源、MQTT、環保等對上通信規約/協議，其它通訊協議可定制。