水庫(kù)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)助力農(nóng)業(yè)水庫(kù)減少安全風(fēng)險(xiǎn)

2022.8.26

背景介紹

水庫(kù)對(duì)防汛減災(zāi)、供水保障和農(nóng)業(yè)灌溉等至關(guān)重要，汛期可以攔洪削峰，非汛期可以儲(chǔ)蓄水資源用以供水、發(fā)電、涵養(yǎng)生態(tài)，是興水利、除水害的基礎(chǔ)設(shè)施。然而，由于水庫(kù)經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行使用，工程設(shè)施普遍存在老化和損壞，嚴(yán)重影響水庫(kù)的運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)揮，威脅著水庫(kù)下游人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)。

要求“十四五”期間，每年按期開(kāi)展水庫(kù)鑒定，新增的病險(xiǎn)水庫(kù)及時(shí)實(shí)施除險(xiǎn)加固，健全水庫(kù)運(yùn)行管護(hù)長(zhǎng)效機(jī)制。到2025年年底前，完成險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固和每年鑒定后新增的病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固，確保水庫(kù)運(yùn)行;完善雨水情測(cè)報(bào)、監(jiān)測(cè)設(shè)施，健全水庫(kù)運(yùn)行管護(hù)長(zhǎng)效機(jī)制。

一、方案背景

我國(guó)已擁有水庫(kù)大壩9.8萬(wàn)余座，其中95%以上為土石壩，95%以上是上個(gè)世紀(jì)80年代以前建設(shè)的老壩。雖然近10年來(lái)我國(guó)進(jìn)行了大規(guī)模的病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固，但水庫(kù)大壩數(shù)量多，土石壩多，出險(xiǎn)的幾率非常高。一但出險(xiǎn)，對(duì)下游群眾的人生安全、財(cái)產(chǎn)安全造成巨大威脅，因此，對(duì)水庫(kù)大壩安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警意義重大。相關(guān)水利部門(mén)也多次下發(fā)加強(qiáng)水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)的條例。

(湖南圣凱安環(huán)?？萍稼w經(jīng)理133...975..32...997)歡迎來(lái)訪趙

“物聯(lián)網(wǎng)”水庫(kù)監(jiān)測(cè)解決方案

水庫(kù)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)解決方案由大壩監(jiān)測(cè)、水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)、閘門(mén)遠(yuǎn)程控制、泄洪預(yù)警廣播、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控等站點(diǎn)構(gòu)成，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水庫(kù)水雨情，遠(yuǎn)程控制閘門(mén)開(kāi)關(guān)，視頻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)防汛和大壩監(jiān)測(cè)和預(yù)警，為水庫(kù)鑒定、水庫(kù)除險(xiǎn)加固方案制定和防汛指揮調(diào)度提供數(shù)據(jù)依據(jù)，同時(shí)滿足水庫(kù)管理現(xiàn)代化的需要。

系統(tǒng)組成

遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)水庫(kù)壩體數(shù)據(jù)

1、變形監(jiān)測(cè)：水平位移、垂直位移、裂縫位移

2、滲流監(jiān)測(cè)：滲流壓力、滲流量

3、滲流水質(zhì)監(jiān)測(cè)：透明度、含沙量，水溫

4、按照標(biāo)準(zhǔn)MQTT地災(zāi)協(xié)議，自動(dòng)定時(shí)上報(bào)到省、市、縣三級(jí)水利監(jiān)管平臺(tái)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)庫(kù)區(qū)水雨情信息

1、實(shí)時(shí)采集水位、雨量、流量等數(shù)據(jù)

2、按標(biāo)準(zhǔn)水文/水資源規(guī)約，自動(dòng)定時(shí)上報(bào)至省、市、縣水利監(jiān)管平臺(tái)

3、可擴(kuò)展水質(zhì)、水溫監(jiān)測(cè)等

閘門(mén)智能監(jiān)控

1、智能聯(lián)動(dòng)：根據(jù)水庫(kù)水位，自動(dòng)升、降閘門(mén)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行

2、遠(yuǎn)程控制：通過(guò)監(jiān)管軟件遠(yuǎn)程控制閘門(mén)的升、降，提高時(shí)效性

3、本地手控：通過(guò)閘門(mén)控制終端的按鍵操控，方便閘門(mén)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控

1、實(shí)時(shí)監(jiān)控：視頻監(jiān)控通過(guò)4G/5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸，監(jiān)管平臺(tái)可點(diǎn)播預(yù)覽現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面

2、錄像存儲(chǔ)：視頻遙測(cè)終端支持8T存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)前端存儲(chǔ)錄像，后端根據(jù)需求對(duì)錄像進(jìn)行錄像點(diǎn)播查看

3、云臺(tái)控制：平臺(tái)端可通過(guò)矩陣鍵盤(pán)或云臺(tái)配套軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程控制

泄洪聯(lián)動(dòng)預(yù)警廣播

1、報(bào)警聯(lián)動(dòng)：前端監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)數(shù)值超過(guò)限制，本地組站自動(dòng)預(yù)警

2、遠(yuǎn)程預(yù)警：支持遠(yuǎn)程手機(jī)、固定電話語(yǔ)音告警;支持遠(yuǎn)程短信息告警支持遠(yuǎn)程?GPRS?數(shù)據(jù)告警

3、主從站組網(wǎng)預(yù)警：從站可接收主站的調(diào)頻廣播告警信息

異常自動(dòng)報(bào)警，報(bào)警聯(lián)動(dòng)預(yù)警廣播

1、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)閾值報(bào)警，報(bào)警信息聯(lián)動(dòng)預(yù)警廣播

2、監(jiān)測(cè)設(shè)備故障、供電異常、通信中斷時(shí)，自動(dòng)報(bào)警

3、報(bào)警限值可通過(guò)軟件設(shè)置

小型水庫(kù)“物業(yè)化”管理系統(tǒng)

遵循國(guó)家水庫(kù)管理的相關(guān)法律法規(guī)、基于當(dāng)?shù)厮畮?kù)特點(diǎn)開(kāi)發(fā)水庫(kù)智能巡查平臺(tái)，水管員利用移動(dòng)終端(水庫(kù)巡檢管理系統(tǒng)APP)，可實(shí)現(xiàn)簽到定位、巡查軌跡、任務(wù)發(fā)布、信息回傳、統(tǒng)計(jì)查詢、結(jié)果分析的即時(shí)管理、即時(shí)監(jiān)督等，協(xié)助水庫(kù)主管部門(mén)對(duì)水庫(kù)進(jìn)行有效監(jiān)管。

系統(tǒng)功能

1、可通過(guò)GPS定位、GIS地圖識(shí)別巡查人員和水庫(kù)的位置、線路，防止巡查員不到現(xiàn)場(chǎng)假巡查情況的發(fā)生。

2、可按下載的巡查任務(wù)逐項(xiàng)巡查，避免漏查，同時(shí)自動(dòng)巡查簽到。提供水庫(kù)規(guī)范的巡查表(包括巡查部位、巡查頻次等)，不會(huì)漏查內(nèi)容，每個(gè)巡查點(diǎn)狀態(tài)分為未完成(紅點(diǎn))和已完成(綠點(diǎn))。

3、提供規(guī)范的巡查路線指引，提供巡查人員專業(yè)和便捷的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)、建議、方法、措施等工具。

4、根據(jù)水庫(kù)巡查的技術(shù)規(guī)范要求，每一個(gè)巡查建筑物的檢查項(xiàng)結(jié)果分為正常、各部位問(wèn)題、其它險(xiǎn)情三種。并可以文字描述、拍照等說(shuō)明方式上報(bào)，同時(shí)提供現(xiàn)場(chǎng)指引及采取措施的指導(dǎo)。

5、在發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)，可拍現(xiàn)場(chǎng)圖片上傳并將報(bào)警信息直接上報(bào)到智能巡查平臺(tái)，并自動(dòng)通知相關(guān)人員。

6、隱患整改過(guò)程和整改完成后，可進(jìn)行隱患復(fù)查并上報(bào)。

水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)

1.1 滲流監(jiān)測(cè)

小型水庫(kù)開(kāi)展?jié)B流量監(jiān)測(cè)，大壩存在滲漏明流且適宜安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備的應(yīng)設(shè)置滲流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其他情況根據(jù)需要設(shè)置。

（1）滲流量監(jiān)測(cè)點(diǎn)根據(jù)工程規(guī)模和分區(qū)條件等設(shè)置。

（1）滲流量監(jiān)測(cè)方式根據(jù)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(jiān)測(cè)

水庫(kù)大壩應(yīng)設(shè)置滲流壓力監(jiān)測(cè)，大壩滲流壓力監(jiān)測(cè)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(shè)置1~2個(gè)監(jiān)測(cè)橫斷面。對(duì)壩長(zhǎng)超過(guò)100m的可增加監(jiān)測(cè)橫斷面，對(duì)壩高15m以上可根據(jù)繞壩滲流情況設(shè)置繞壩滲流監(jiān)測(cè)斷面。

滲流壓力監(jiān)測(cè)斷面一般設(shè)置2~3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，基本要求如下：

（1）土石壩中均質(zhì)壩、心墻壩、斜墻壩監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般設(shè)置在壩頂、壩腳，必要時(shí)在下游壩坡增設(shè)1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)壩下埋涵根據(jù)需要設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)；

（2）混凝土壩及砌石壩根據(jù)廊道、帷幕和滲流情況設(shè)置揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)；

滲流壓力監(jiān)測(cè)宜采用在測(cè)壓管中安裝滲壓計(jì)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，滲壓計(jì)可采用振弦式等。在測(cè)壓管與滲壓計(jì)滲流壓力比測(cè)時(shí)，可采用測(cè)深鐘、電測(cè)水位計(jì)觀測(cè)測(cè)壓管水位。

1.3 變形位移監(jiān)測(cè)

變形監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、壩型特點(diǎn)、壩高壩長(zhǎng)及下游影響確定。對(duì)壩高超過(guò)30m或下游影響較大的土石壩，或壩高超過(guò)50m或下游影響大的混凝土壩、砌石壩，應(yīng)設(shè)置表面變形監(jiān)測(cè)設(shè)施。其他小型水庫(kù)，根據(jù)規(guī)范要求，結(jié)合工程實(shí)際，落實(shí)大壩變形監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)置。土石壩以表面垂直位移監(jiān)測(cè)為主，混凝土壩、砌石壩以表面水平位移監(jiān)測(cè)為主。

變形監(jiān)測(cè)斷面根據(jù)壩型壩高等情況設(shè)置，宜在壩頂下游側(cè)設(shè)置一個(gè)變形監(jiān)測(cè)縱斷面，對(duì)土石壩必要時(shí)可增設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)橫斷面。大壩兩側(cè)選擇基礎(chǔ)穩(wěn)定的部位至少分別設(shè)置1個(gè)工作基點(diǎn)，并設(shè)置1個(gè)校核基點(diǎn)。作者：恒潤(rùn)安HRUNAN https://www.bilibili.com/read/cv17523879 出處：bilibili

方案：

方案二：

4G/5G/北斗組網(wǎng)+軟件對(duì)接。所有測(cè)站設(shè)備統(tǒng)一上報(bào)至水庫(kù)管理部門(mén)監(jiān)管平臺(tái)，再通過(guò)WebService/OPC/數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)接省級(jí)水利廳監(jiān)管平臺(tái)。

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方案價(jià)值

有效緩解水利工程管理中存在的人員不足、技術(shù)力量薄弱、管理不規(guī)范等問(wèn)題，有利于扭轉(zhuǎn)“重建輕管”現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)“建管并重”水庫(kù)現(xiàn)代化管理方式，對(duì)確保水利工程運(yùn)行和效益正常發(fā)揮具有重要意義。如需更多設(shè)計(jì)方案內(nèi)容，請(qǐng)聯(lián)系本公司圣凱安。

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