水库大坝安全监测与雨水情测报系统解决方案
一、建设背景
水库作为开发利用水资源和防治水灾害的重要工程措施之一,对防汛减灾、供水保障、农业灌溉、生态保护、发电航运等起到至关重要的作用。我国现有水库9.8万多座,其中大中型水库4700多座、小型水库9.4万座,80%以上修建于上世纪50年代至70年代,建设标准低,运行时间长,功能老化严重,存在病险、超标洪水、管理缺失等三大风险。虽然近年来我国大规模集中开展了几轮病险水库的除险加固,取得了明显成效,但随着时间推移,仍有许多水库陆续进入病险行列。
党中央、国务院对水库安全工作高度重视,习近平总书记、李克强总理多次作出重要指示批示,党的十九届五中全会提出要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。水利部先后印发了《加强小型水库安全运行管理三年行动方案》、《小型水库管护模式试点工作方案》、《小型病险水库除险加固项目管理办法》、《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》,要求切实加强小型水库安全鉴定、除险加固、维修养护、监测预警、调度运用、应急管理等各项基础工作。
在“十四五”病险水库除险加固和运行管护任务中,要求:2025年前,完成新出现病险水库的除险加固,配套完善重点小型水库水雨情和安全监测设施,实现水库安全鉴定和除险加固常态化。
二、建设原则
始终坚持以人民为中心的发展思想,监测设施建设按照“统筹协调、分批建设、因库制宜、实用有效、信息共享”原则,充分利用现有条件,结合水库坝型、规模、坝高、坝长、下游影响、通信条件等,依据有关技术标准,合理设置监测设施,并做好与已有监测设施及除险加固项目、小型水库安全运行标准化项目建设内容衔接,避免重复建设。总体应遵循的原则如下:
1、需求牵引、统筹考虑。
紧紧围绕小型水库安全运行管理对信息感知处理需求,结合现实条件,合理选择监测要素、通信方式和预警方式,兼顾小型水库信息管理、调度决策、运行管理等功能要求,整体设计,提出支撑小型水库全生命周期管理的综合解决方案。
2、因地制宜、整合共享。
因地制宜提出小型水库安全运行管理标准化和大坝安全监测设施建设方案。充分利用现有网络、计算、存储、数据库等水利信息化资源和水文水资源监测设施,实现与水利数据中心、水情预报系统互联互通,与水资源管理、防汛抗旱指挥、山洪灾害监测预警、水土保持、水利建设管理、水政执法等相关水利业务应用系统数据共享,推进建立小型水库监测预警信息共享机制。
3、衔接配套、实用安全。
小型水库安全运行管理标准化和大坝安全监测设施建设解决方案应与小型水库安全管理模式相适应,与水库应急预案、防洪调度监测衔接,与水库日常管理要求相配套,具备必要的网络信息安全防护功能。
三、总体架构
一、感知层
感知层主要包括流量计、视频摄像机、水位计、雨量计、渗压计、量水堰计等监测设备,遥测终端通过传感器采集并存储数据后,并将所采集的流量、雨量、水位、视频等数据转换成数字信号供后续处理。
二、网络层
网络层是实现“设备物联化”的桥梁,将感知层与应用层连接,将感知层采集的可靠信息通过GPRS/3G/4G/网络(光纤)传输到应用层。
三、应用层
应用层是系统实现“平台智能化、管理扁平化、服务前置化”的核心,该层通过综合运用GIS、服务融合、云计算、移动互联等技术手段,对水资源环境监测数据进行综合管理、分析,并提供标准服务接口,为业务应用系统的快速搭建提供功能及服务共享,主要包监测业务、平台服务和专题应用三大模块。
四、项目案例