智慧水庫大壩安全監測系統解決方案

一、方案概述

水庫大壩作為特殊的建筑，其安全性質與房屋等建筑物完全不同，并且建造在地質構造復雜、巖土特性不均勻的地基上，目前對于大壩監測多采用人工巡查的方法，存在一定的系統誤差，其工作性態和安全狀況隨時都在變化。如果出現安全問題，將會引發大壩下游一定范圍洪澇災害，不僅會損失人民群眾的生命財產，同時也會造成一定生態失衡。智慧水庫大壩安全監測解決方案基于物聯網、大數據、云計算等技術，結合地理信息系統構建的物聯網絡，對影響水庫大壩安全的各個因素進行實時在線安全監測，及時對大壩安全問題及安全隱患進行預警預報，為處置應對與決策提供科學的支持，最大限度降低危險事件發生的概率，從而保障大壩的安全運行。

二、系統組成

智慧水庫大壩安全監測系統由雨水情監測系統、大壩安全監測系統、廣播預警系統、語音對講系統和LED本地顯示系統等，通過4G/北斗/調頻/光纖等無線+有線的方式，實現對水庫智能化遙感、遙知和遙控。水庫的在線監控具有庫水位、雨量、視頻、滲流滲壓等運行數據自動釆集、分析、上報功能，自組網、物聯網系統具有全要素采集通信功能，水庫安全監測預警系統云平臺具有監測數據智能分析預警功能，實現了水庫運行狀態遠程感知、運行態勢分析、安全管理、巡視檢查在線管理等全面業務支持，既能支持單個水庫管理，也能支撐全省、全市或全縣水庫管理。該系統由基礎設備層、網絡通信層、終端策略層組成， 根據不同水庫大壩地區的特點，設立大壩安全監測站點。 采用有人看管，無人值守的管理模式，通過配置相應的傳感器、遙測終端及通信終端設備，實現大壩安全信息的自動采集和傳輸。

基礎設備層：設備層承擔著整套系統的感知控制功能，通過各類傳感器，管理員可實時查看大壩的雨量、水位、流量、滲流、滲壓、庫容、壓力、溫濕度等信息，出現異常情況時會及時上報監控中心預警。

網絡通信層：根據實際應用場景及需求，可采用4G/5G、NB-IoT等網絡模式，并最終通過公網與云平臺進行數據和控制命令交互。

終端策略層：應用層包含用戶端與后臺管理中心兩部分，用戶端中用戶可通過終端現場監測傳感器采集回來的數據進行分析決策，另一方面也可通過大數據運算為大壩的管理提供數據支撐。

三、系統功能

智慧水庫大壩安全監測解決方案通過采集大壩各項安全數據特征，針對各種信息的獲取、整理和分析，做出大壩安全評估，控制大壩安全運行校核計算參數的準確性、計算方法的實用性和反饋施工方法的正確性，幫助水庫大壩管理人員做出準確危險評估，從而保證人民群眾的生命財產安全。

實時監測：大壩在線監測系統可實現壩體浸潤線及壩體內壓力、水位、環境溫濕度、位移等數據的實時監測。

視頻監控：對壩體重點部位的視頻監控，從微觀到宏觀，構成一個立體監測網，確保大壩運行安全。

及時報警：系統自動根據該預警數據發布不同級別的報警信息。并通過聲光報警器、短信通知等多種方式提醒管理員。

數據分析：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，綜合判斷壩體健康狀況。

三、系統特點

█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。

█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。

█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。

█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。

█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。

█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。

█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。

█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。

三、系統意義

智慧水庫大壩安全監測系統解決方案可以有效對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。