一、方案背景

我國現有各類水庫84926座，其中大型水庫415座，中型水庫2618座，小型水庫81893座。大多數中小型水庫建于六、七十年代，屬“三邊工程”，一方面大部分水庫防洪標準低、工程質量差、淤積嚴重，有效庫容萎縮，處于帶病運行狀態，另一方面不少水庫已達到或超過設計服役年限，老化嚴重，水庫工程潛在的安全隱患突出。

水庫安全度汛一直是我國防汛抗洪的難點和重點，中小型水庫的安全度汛已成為當前全國防汛工作的一個薄弱環節，大部分水庫缺少必要的水雨情測報及大壩安全監測等設施，檢查手段落后，隱患很大。一旦發生局部暴雨洪水，極易引發潰壩事件，輕則造成財產損失，重則造成重大人員傷亡或毀滅性災害，在這種情況下，水庫大壩安全自動監測系統建設，實現水位、雨量、大壩的滲壓、滲流、應變等實時監測和預警就是非常必要的，可以實時動態的掌握水庫運行信息并進行預警，如果水庫的監測數據發生異常，水利部門的有關人員可以及時掌握情況并采取措施進行應急處理。

所以在此，我們主要分析、提出中小型水庫大壩安全監測的解決方案。

一體化監測站及指揮中心

二、系統組成

中小型水庫大壩安全智能自動監測系統設施建設總體目標，在智慧水利總體架構的 基礎上，構建雨水情測報和大壩安全監測設施建設項目的總體架構?？傮w架構包括感 知層、網絡及基礎設施層、數據資源層、應用支撐層、應用層、展示層六個層次，縱向形成網絡安全、運維保障兩個體系，最終形成六橫二縱的智慧水庫管家架構體系， 其中網絡及基礎設施層、數據資源層、應用支撐層、展示層，以及網絡安全、運維保障兩個體系與智慧水利一致，在此基礎上，建設雨水情測報和大壩安全監測設施的感知層和應用層，主要實現水庫實時水雨情及工情信息的采集、網絡傳輸、數據存儲、 應用管理、防汛預警、動態監測等功能。

感知層：通過構建全方位的立體感知網，實現對水庫各類信息及時、全面、準確、穩定的監測、監視和監控，主要包括水庫雨情、水情、視頻、滲流、變形等信息。

網絡及基礎設施層：依托水利云，為雨水情測報和大壩安全監測設施提供網絡、傳輸與基礎設施服務。

數據資源層：基于水利數據中心，構建水利工程建設與運行管理數據庫，實現對各類數據的規范化存儲與管理，為系統提供數據支撐，滿足當前及遠期水利工 程數據管理需求。

應用支撐層：綜合運用智慧水利應用支持層資源，包括基礎應用支撐、智慧使能 支撐、服務資源管理三部分，采用基于面向服務總線的 SOA 和具有服務網格化特征 的微服務相結合的雙引擎框架。

應用層：在全面梳理雨水情測報和大壩安全監測設施業務基礎上，以水庫全鏈條業務為核心，打造全省小型水庫安全運行智慧監控云平臺。采用“統一部署，多級應用” 的建設模式，創建以省、市、縣多級行政區域水庫聯網統一運維為特征的水庫綜合管 理服務模式，為水庫的運行維護提供全方位解決方案。融合感知、巡檢、維養、防洪、 安防、運維、政務等各項業務于一體，提供系統的、完整的、管家式服務。

展現層：通過統一身份認證、統一門戶以及綜合信息展現，使政 府用戶、企業 用戶以及公眾用戶可以全網統一認證及漫游。

網絡安全體系：在全面分析和評估本項目各要素的價值、 風險、脆弱性及所面 臨的威脅基礎之上，遵照根據《中華人民共和國 網絡安全法》、《網絡安全等級保 護條例》、《水利網絡安全頂層設計》、《水利網絡安全任務細化實化方案》的要求， 結合水庫信息化實際，構建網絡安全體系，保障系統安全、運行穩定可靠。

保障體系：明確工作領導機構，落實省、市、縣三級工作分工和協調機制，建立 并完善平臺建設與運維機制，加大雨水情測報和大壩安全監測設施技能培訓，提高各 級水行政主管部門人員數字化素養；制定水利業務優化再造標準、數據共享標準、技 術應用標準、系統集成標準等水利行業標準規范體系。加強標準規范的實施評估，及 時組織修訂完善，推動標準全面貫徹落實。

拓撲圖

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三、系統主要功能

數據實時監測：實現在線監測的地圖顯示、查看，包括監測設備的快速查詢顯示、監測數據展示、報警情況顯示及監測數據曲線圖的實時展示，通過系統主界面的顯示功能，可以查看設備的位置、運行狀態，掌握其水庫庫壩體浸潤線及壩體內孔隙水壓力、庫內水位、水庫出入入流量、降雨量、壩體位移的實時監測。

及時報警：通過布設在壩體內部和表面的各種類型的傳感器，獲取大壩變形、滲流、沉降、位移、水文、氣象等相關數據。傳輸到相關軟件系統，實現對整個壩體的全方位實時監測。等數據超過告警上限時系統自動根據該預警數據發布不同級別的報警信息?？稍O置多級報警，支持彈出軟件窗口報警、郵件報警、短信報警及聲光報警等功能多種方式傳達至相關領導和責任人。

視頻遠程監控：包括對上下游水區、壩上、壩下和閘房內部的實時視頻監控，用戶可以從監控終端中實時的看到現場的視頻圖像，同時還可以通過軟件控制現場攝像機鏡頭以及云臺，根據需要調整光圈大小、焦距遠近、變倍高低以及視頻角度等，滿足用戶對現場多方位視頻圖像的監控需要，確保水庫大壩運行安全。

數據分析預判：對大壩浸潤線、庫水位、實時雨量、大壩滲流量及壩體位移歷史數據等相關數據進行綜合比較分析，推算出各類壩體運行數據的時間和空間的相關性，綜合判斷壩體健康狀況。

GIS模擬建模：在適用前提下將水庫大壩安全管理過程中的新思想、新方法融入到系統開發，做到數據和圖形相融合、GIS與數學模型相結合，把科學計算的結果通過三維情景表現和動態的形式直觀表現。

操作便捷：具備LCD液晶顯示屏以及多功能輸入鍵盤，用于現場參數設置、人工置數、安裝調試、狀態顯示等功能，以及串口配置方式。 支持多種工作模式（包括自報式、查詢式、兼容式等），最大限度降低功耗。

四、系統主要特點

①可實現水庫大壩滲壓、滲流、應變、水位、溫度，水庫周圍降雨量等數據的自動采集、發送、實時傳輸?？蓪崟r遠程監測大壩的各測試參數，可根據需要設定采集頻率、測點數據，對原始數據可進行各種計算。

②系統監測設備采用低功耗設計，可采用太陽能結合電池供電形式，不受野外偏遠山區等環境局限。

③具有高可靠性和耐惡劣環境能力，監測設備和傳感器具有全防水的結構,，系統具有多級防雷擊及強電感應荷載沖擊的能力。

④可對水庫大壩的采集數據進行專業評估，按水利專業要求進行相關的數據的計算、評估與處理，以適應各種評測模型的需要。

⑤數據能夠以各種數據庫形式保存并可進行歷史數據查詢，還可以直接生成EXCEL或其他形式報表。同時數據可實時保存到網頁報表中，提供網頁遠程瀏覽各種數據。

⑥數據可以以各種圖形方式顯示，包括時間歷程曲線圖、X/Y坐標圖、模擬圖、直方圖等形式。

⑦具有數據越限報警功能，現場即時上傳報警信息時，主機會出現明顯的報警畫面和報警信息，同時還可提供各種聲光報警等多媒體提示。

⑧實現對系統信息打印的功能，支持對圖形、報表、曲線、報警信息、各種統計計算結果等的打印。

五、系統意義

中小型水庫大壩安全自動監測系統解決方案可以有效對小型水庫進行全天候實時監測，實時掌握水庫水位、雨情、視頻監控、水質、數據、位移監測情況，如有預警險情，第一時間采取應對措施，同時可以利用水庫大數據、氣象數據對汛期水庫水位進行預測，提前做好相關部署，對當地水庫水位監測防洪減災工作的有序進行具有重大的意義。為相關部門提供決策依據，保障民眾生命財產安全。

思力云（SLEY CLOUD）智慧水庫安全監測系統