小型水库动态监测预警系统解决方案

水库动态监测预警系统的应用背景

对水库防洪减灾、供水保障、农业灌溉都非常重要。然而，中国现有的水库大多建于20世纪50年代至70年代。虽然近年来我国进行了大规模的病险水库除险加固，但随着时间的推移，许多水库进入了病险水库的行列。

党中央、国务院高度重视水库安全。党的十九届五中全会提出，加快病险水库除险加固。国务院常务会议明确，“十四五”期间，水库除险加固和运行管护要消除存量隐患，实现常态化管理。

“十四五”病险水库除险加固运行管理任务中要求，2025年前，完成新增病险水库除险加固，完善重点小型水库水雨情和安全监测设施，实现水库安全鉴定加固常态化。

整体解决方案

水库动态监测预警系统解决方案由大坝安全监测、水雨情自动监测、闸门远程控制和水质在线监测四种站点组成。

该系统可以帮助水利局和水库管理部门全面掌握大坝的变形、渗流和环境量，实时监控水库的水雨情，远程控制闸门启闭，视频监控现场，实现水库防洪和大坝安全的监测预警，为水库安全鉴定、水库加固方案制定和防洪指挥调度提供数据依据，满足水库管理现代化的需要。

选项1:

LoRa转4G/5G/北斗组网。监控分站信息通过LoRa网络发送到监控主站，再由主站通过4G/5G/北斗网络上报至各级监控中心平台。

选项2:

4G/5G/北斗组网+软件对接。所有站场设备上报水库管理处监管平台，再通过WebService/OPC/ database接入省水利厅监管平台。

选项3:

4G/5G/北斗组网。各站设备直接上报至各级监控中心平台。

系统功能

▊水库安全关键数据远程监控实现信息化

大坝:变形(水平位移、垂直位移、挠度、接缝位移、界面位移)

渗漏(渗透压力、渗透流量)

环境量(上下游水位、降水量、气温、水温)

压力(应力)

雨情:库区降雨量和水库水位。

闸门:闸门位置、闸门前后水位、瞬时和累积流量、每台启闭机的运行状态、机组电流和电压等。

水质:色度、水温、电导率、浊度、PH值、溶解氧、氨氮等。

▊现场视频监控

闸门运行状态、水库水雨情、大坝周边环境等。

▊智能控制闸门，三种控制模式可切换。

远程手动控制:闸门的升降可由监控软件远程控制，提高时效性；

逻辑控制:根据水库水位，自动升降闸门，实现自动化操作；

本地手动控制:通过闸门控制终端的按键控制，方便闸门的现场调试。

▊异常自动报警，及时发现安全隐患。

当监测数据超限、监测设备故障、供电异常、通讯中断时，会自动报警。

报警限值可以通过软件设置。

▊自动定期调查，特殊情况下主动调查选择。

非汛期水库大坝运行稳定时，系统会自动定时测量，采集上报周期可任意设定。

或者在汛期大坝存在安全隐患等特殊情况下，可以通过中心软件对重点监控部位进行任意频率测量。

▊智能运算处理，综合统计分析，并根据管理要求生成各种图表。

自动存储历史数据，统计日报，月报和年报。

分析历年来渗压、水位、降雨量等物理量的大小值、幅度、周期、年平均值、年变化趋势。

综合分析，生成物理量过程曲线、分布图和相关图等。，便于直观分析判断。

▊带手动测量接口，可用于辅助测量和对比测量。

大坝变形观测频率较少，也可采用人工监测，将观测数据输入监理软件；

除自动化外，重要的监测量(如渗压、降雨量等。)需要手动比对，检查自动测量的正确性和准确性。

各站设备

描述:

1.上图以中小型土石坝为例，按《土石坝安全监测技术规范》(SL551-2012)设计。

2.大坝主要分为土石坝和混凝土坝。

土石坝的完整监测必须包括变形监测、渗流监测、压力/应力监测(中小型土石坝不需要)和环境监测。

大坝安全监测必须包括环境监测、变形监测、渗流监测、应力、应变和温度监测。

3.两种供电方式，太阳能供电或市电供电可选。

系统软件

大坝安全监控界面

自动雨量监测和报告接口

输水隧洞/泄洪闸监控界面

系统优势

★成熟对接所有省级水文监管平台

采用标准水文协议的省级平台

在《水文监测数据通信协议》(SL651-2014)的基础上，扩展了四川、山西、湖南、河北四省平台。

★通过水利部权威检测。

水文监测数据通信协议(SL651-2014)

《四川省水文预报系统技术规范》( SCSW008-2011)

专用区域水文水资源数据安全采集系统RTU补充测试

水情自动测报系统遥测终端(SLT180-2015)/(SLT180-1996)

★ 4G/5G，北斗双通道通信，数据传输更可靠

当4G/5G信号正常时，监控终端自动选择4G/5G网络与中心通信。

当极端天气导致4G/5G信号差或网络中断时，监控终端启用北斗通信。

★多个报告协议是可选的。

支持水文、水资源、MQTT、环保等标准通信协议/协议。可以定制其他通信协议。

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