小型水库雨水情测报和大坝安全监测解决方案

一、建设背景
我国小型水库数量众多，大多由农村集体经济组织管理，灌溉、供水、防洪、生 态效益突出，是农业生产、农民生活、农村发展和区域防洪的重要基础设施，实施乡 村振兴战略和生态文明建设的重要支撑保障。由于小型水库工程存在先天不足等问 题，缺陷较多。2021年10月19日，水利部正式印发《小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行管理办法》，并明确提出“雨水情测报要素主要包括降水量、库水位、视频图像等，大坝安全监测要素主要包括渗流量、渗流压力、表面变形等。
二、方案设计
辰迈根据水利部及各地印发的《小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行管理办法》，遵循“统筹协调、因库制宜、实用有效、信息共享”建设原则，结合自身的实践经验，相应做出小型水库雨水情测报和大坝安全监测系统解决方案：监测应用平台和小型水库雨水情自动测报、大坝安全监测、视频监控等监测设施建设。雨水情测报要素主要包括降水量、库水位、视频图像等，大坝安全监测要素主要包括渗流量、渗流压力、表面变形等。
三、实现方案
方案整合水库工程实时水雨情监测、大坝安全监测、洪水预报调度、水库标准化管理、遥感动态监测、实时监控视频等数据，并具备实时感知、多维监测、智能物联、精准管控、三维呈现、高效协同等能力，真正实现了水库运行实况的数字化呈现。
水库水雨情监测
水雨情监测系统基于GIS和BIM，最终可实现防汛整体一张图，将水情分析、预警管理、数据维护、今日水情、天气预报、策展信息、数据维护等水雨情信息统一展示；在满足基本监测需求的基础上，新增数据分析模块，实现对各雨量站历史数据的分析、监测数据与各类特征值的对比、当前降雨过程与历史相似过程的比较，更全面地对水雨情进行分析，为水库防汛工作提供决策支持。
大坝安全监测
大坝安全监测模块通过监测设施全面监测大坝的运行状态，提供大坝位移、渗压、渗流监测状况实时展示，汇总分析大坝安全监测数据，通过安全分析模型自动生成监测报表、分析成果图和安全诊断分析报告，辅助分析大坝险情。应急响应启动与预警管理模块全面加强水库风险发现和风险防范能力，具备工情（渗流、渗压、应变、变形等）、视频等水库安全运行相关的等预警规则设置和自动发布能力。
四、监测应用平台
水库应用是一款面向中小水库，针对水库“三个责任人”网格化管理解决方案的应用平台。通过实时监管、自动巡检导航、一键报汛提高水库运行管理效率，降低人力及时间沟通成本。可根据用户需求进行个性化场景定制，实现水库在低成本下的高效科学运行。
数据实时监测：实现在线监测的地图显示、查看，包括监测设备的快速查询显示、监测数据展示、报警情况显示及监测数据曲线图的实时展示，通过系统主界面的显示功能，可以查看设备的位置、运行状态，掌握其水库库坝体浸润线及坝体内孔隙水压力、库内水位、水库出入入流量、降雨量、坝体位移的实时监测。
及时报警：通过布设在坝体内部和表面的各种类型的传感器，获取大坝变形、渗流、沉降、位移、水文、气象等相关数据。传输到相关软件系统，实现对整个坝体的全方位实时监测。等数据超过告警上限时系统自动根据该预警数据发布不同级别的报警信息。可设置多级报警，支持弹出软件窗口报警、邮件报警、短信报警及声光报警等功能多种方式传达至相关领导和责任人。

视频远程监控：包括对上下游水区、坝上、坝下和闸房内部的实时视频监控，用户可以从监控终端中实时的看到现场的视频图像，同时还可以通过软件控制现场摄像机镜头以及云台，根据需要调整光圈大小、焦距远近、变倍高低以及视频角度等，满足用户对现场多方位视频图像的监控需要，确保水库大坝运行安全。
数据分析预判：对大坝浸润线、库水位、实时雨量、大坝渗流量及坝体位移历史数据等相关数据进行综合比较分析，推算出各类坝体运行数据的时间和空间的相关性，综合判断坝体健康状况。
GIS模拟建模：在适用前提下将水库大坝安全管理过程中的新思想、新方法融入到系统开发，做到数据和图形相融合、GIS与数学模型相结合，把科学计算的结果通过三维情景表现和动态的形式直观表现。
操作便捷：具备LCD液晶显示屏以及多功能输入键盘，用于现场参数设置、人工置数、安装调试、状态显示等功能，以及串口配置方式。 支持多种工作模式（包括自报式、查询式、兼容式等），最大限度降低功耗。
四、系统特点
★实时监测：7*24小时无人值守在线实时监测。
★超限预警：当监测数据超出设定的阈值时，可通过抓拍、平台软件、短信通知等方式进行预警。
★现场视频确认：必要时，可通过4G/5G无线网络远程查看现场的实时监控画面。
★联动控制：全方位一站式服务。具有从感知、采集、平台、用户管理等全流程的研发能力，具有多年完整的项目集成经验;
五、方案价值
小型水库雨水情测报及大坝安全监测解决方案可以有效对水库大坝进行全天候实时监测，实时掌握水库大坝水流情况，如有预警险情，第一时间采取应对措施，同时可以利用水库大坝大数据、气象数据对汛期水库大坝（雨量计、水位计、渗压计、量水堰、视频）进行预测，提前做好相关部署，将可能发生的灾害危害降到最低限度；建立长期监测系统，对水库大坝安全监测成果进行分析研究，为同类工程积累经验，丰富理论。对当地水库大坝监测防洪减灾工作的有序进行具有重大的意义。