水雨情智慧安全监测预警项目方案

一、项目背景
近年来,全球气候变化导致极端天气事件呈高发态势,暴雨、洪涝、干旱等灾害对人民生命财产安全及社会经济发展造成严重威胁。据统计,我国每年因水情雨情灾害引发的经济损失高达数百亿元,传统的监测预警手段已难以满足当前复杂多变的防灾减灾需求。随着智慧城市、数字孪生等技术的发展,构建智能化、精细化的水情雨情智慧安全监测预警体系成为必然趋势。该体系能够实现对水雨情的实时感知、精准预测与智能预警,为防汛抗旱、水资源调度、应急管理提供科学依据,对提升城市与区域安全韧性具有重要意义。
二、现状问题
监测覆盖不足且布局不合理:现有监测站点在偏远山区、中小流域及城市内涝易发区分布稀疏,存在大量监测盲区,难以全面捕捉水雨情变化。同时,站点布局缺乏系统性规划,部分区域重复监测,而关键节点却未覆盖,导致数据代表性不足。
监测设备老化与技术落后:多数监测站点仍使用早期机械式或低精度电子设备,如传统雨量计误差率高达5%-10%,水位计易受泥沙、漂浮物干扰,数据准确性和稳定性差。设备自动化程度低,数据采集频率低,无法满足实时监测需求。
数据传输与共享障碍:数据传输依赖单一通信网络,在极端天气或偏远地区易中断;不同部门(水利、气象、应急管理等)的数据标准、格式不统一,缺乏有效共享机制,形成“信息孤岛”,阻碍多源数据融合分析与协同应用。
预警预测能力薄弱:传统预警模型依赖经验参数,难以适应复杂地形和极端天气条件,洪水、内涝等预警的精准度和时效性不足。缺乏智能化分析手段,无法对海量数据进行深度挖掘,难以提前预判灾害趋势。
应急响应效率低下:预警信息发布渠道有限,难以快速覆盖所有受威胁区域;应急指挥缺乏实时、准确的数据支撑,部门间协同联动不足,导致灾害应对迟缓,无法将损失降至最低。
三、建设思路
构建全域智能感知网络:科学规划监测站点布局,加密重点区域站点,采用先进智能监测设备,实现对降雨量、水位、流量等水雨情要素的全方位、高精度、实时监测。
搭建统一数据管理平台:制定统一的数据标准和接口规范,整合水利、气象、地理信息等多源数据,利用大数据、云计算技术搭建智慧监测预警平台,实现数据的高效存储、处理与共享。
强化智能分析与预测:引入人工智能、机器学习算法,构建高精度水雨情预测模型,结合实时监测数据和气象预报,实现灾害的精准预警和趋势预测,为决策提供科学依据。
优化预警发布与应急响应:建立多渠道、广覆盖的预警发布体系,确保预警信息快速传达至受影响区域。完善应急指挥机制,实现部门间数据共享与协同联动,提升应急响应效率。
完善运维保障体系:建立智能化设备运维管理系统,实现设备状态远程监测与故障自动预警。组建专业运维团队,制定标准化运维流程,确保监测设备稳定运行。

水雨情三要素在线监测站
四、硬件感知体系
1、水雨情监测设备
雨量监测:部署翻斗式雨量计与称重式雨量计。翻斗式雨量计采用高精度双干簧管计数,适用于常规区域雨量监测;称重式雨量计可实时测量降雨强度,精度达±0.1mm,适用于对雨量监测精度要求高的重点区域。
水位监测:在河流、水库、城市排水管网关键节点安装雷达水位计和压力式水位计。雷达水位计采用非接触式测量,量程0-50m,精度±3mm,抗干扰能力强;压力式水位计适用于深水环境,内置温度补偿模块,确保测量准确。
流量监测:配置多普勒超声波流量计、声学多普勒流速剖面仪(ADCP)和雷达流量计。多普勒流速仪用于单点流速测量,精度±1%;ADCP可快速测量断面流速分布,适用于复杂河道流量监测;雷达流量计适用于非规则断面渠道、河道,测量不受泥沙影响、稳定性好。

武汉水测家SCJ-LL01多普勒超声波流量计
2、数据传输设备
通信网络:构建“4G/5G+光纤+卫星通信”多网融合传输体系。在信号良好区域采用4G/5G实现高速数据传输;偏远山区或应急场景下,启用北斗卫星通信终端保障数据传输;重要站点铺设光纤专线,确保数据稳定可靠。
数据传输终端:为监测设备配备工业级RTU,支持TCP/IP、Modbus、MQTT等多种通信协议,具备数据缓存、断点续传功能,保障数据完整传输。

武汉水测家SCJ-RTU01遥测终端机
视频监控设备:在重要河道、水库大坝、城市易涝点等区域安装高清智能摄像头,支持4K画质、夜视、变焦及AI行为分析功能,可自动识别人员闯入、水位异常上涨等情况,实时监控现场动态。
辅助感知设备:部署气象站监测气温、气压、风速等气象要素;安装土壤墒情传感器监测土壤含水量,为干旱预警提供数据;在城市排水管网关键节点安装液位传感器,实时监测管网运行状态。

灌区在线监测项目
六、场景应用
日常监测与管理:通过智慧监测预警平台,实时展示各监测站点的水雨情数据、视频画面及设备运行状态,生成可视化图表和统计报表。管理人员可在线查询、分析数据,为水资源调度、水利工程运行管理提供支持。
洪水预警与应急响应:利用智能预测模型,结合实时水雨情数据和气象预报,提前72小时预测洪水趋势。当水位、流量达到预警阈值时,系统自动通过短信、广播、APP、社交媒体等多渠道发布预警信息,同时在地图上标注受影响区域。应急指挥部门根据预警信息,迅速启动应急预案,组织人员疏散、调配抢险物资,实现高效应急处置。
城市内涝监测预警:通过城市排水管网液位传感器、道路积水监测设备及视频监控,实时监测城市内涝情况。当监测到内涝风险时,系统自动预警,并联动交通管理部门调整交通信号,引导车辆绕行;通知市政部门启动排水设施,加快排水速度。
干旱监测与水资源调度:实时监测降雨量、河道流量、水库水位及土壤墒情等数据,评估干旱程度和发展趋势。根据监测结果,科学调度水资源,合理分配农业灌溉、城市供水水量,保障居民生活和农业生产用水需求。
工程安全监测:对水库大坝、堤防等水利工程进行实时监测,通过位移传感器、渗压计等设备监测工程结构安全。当监测到异常数据时,系统自动预警,提示管理人员及时采取措施,确保工程安全运行。
数据分析与决策支持:利用大数据分析技术,对长期积累的水雨情数据进行深度挖掘,分析水雨情变化规律、预测灾害发生概率。结合地理信息系统(GIS),为城市规划、水利工程建设、防洪减灾等提供数据驱动的决策支持,提升区域整体防灾减灾能力。

灌区水雨情在线监测项目