智慧水库大坝安全监测系统解决方案

一、方案概述
水库大坝作为特殊的建筑，其安全性质与房屋等建筑物完全不同，并且建造在地质构造复杂、岩土特性不均匀的地基上，目前对于大坝监测多采用人工巡查的方法，存在一定的系统误差，其工作性态和安全状况随时都在变化。如果出现安全问题，将会引发大坝下游一定范围洪涝灾害，不仅会损失人民群众的生命财产，同时也会造成一定生态失衡。智慧水库大坝安全监测解决方案基于物联网、大数据、云计算等技术，结合地理信息系统构建的物联网络，对影响水库大坝安全的各个因素进行实时在线安全监测，及时对大坝安全问题及安全隐患进行预警预报，为处置应对与决策提供科学的支持，最大限度降低危险事件发生的概率，从而保障大坝的安全运行。
二、系统组成
智慧水库大坝安全监测系统由雨水情监测系统、大坝安全监测系统、广播预警系统、语音对讲系统和LED本地显示系统等，通过4G/北斗/调频/光纤等无线+有线的方式，实现对水库智能化遥感、遥知和遥控。水库的在线监控具有库水位、雨量、视频、渗流渗压等运行数据自动釆集、分析、上报功能，自组网、物联网系统具有全要素采集通信功能，水库安全监测预警系统云平台具有监测数据智能分析预警功能，实现了水库运行状态远程感知、运行态势分析、安全管理、巡视检查在线管理等全面业务支持，既能支持单个水库管理，也能支撑全省、全市或全县水库管理。该系统由基础设备层、网络通信层、终端策略层组成， 根据不同水库大坝地区的特点，设立大坝安全监测站点。 采用有人看管，无人值守的管理模式，通过配置相应的传感器、遥测终端及通信终端设备，实现大坝安全信息的自动采集和传输。
基础设备层：设备层承担着整套系统的感知控制功能，通过各类传感器，管理员可实时查看大坝的雨量、水位、流量、渗流、渗压、库容、压力、温湿度等信息，出现异常情况时会及时上报监控中心预警。

网络通信层：根据实际应用场景及需求，可采用4G/5G、NB-IoT等网络模式，并最终通过公网与云平台进行数据和控制命令交互。

终端策略层：应用层包含用户端与后台管理中心两部分，用户端中用户可通过终端现场监测传感器采集回来的数据进行分析决策，另一方面也可通过大数据运算为大坝的管理提供数据支撑。
三、系统功能
智慧水库大坝安全监测解决方案通过采集大坝各项安全数据特征，针对各种信息的获取、整理和分析，做出大坝安全评估，控制大坝安全运行校核计算参数的准确性、计算方法的实用性和反馈施工方法的正确性，帮助水库大坝管理人员做出准确危险评估，从而保证人民群众的生命财产安全。
实时监测：大坝在线监测系统可实现坝体浸润线及坝体内压力、水位、环境温湿度、位移等数据的实时监测。
视频监控：对坝体重点部位的视频监控，从微观到宏观，构成一个立体监测网，确保大坝运行安全。
及时报警：系统自动根据该预警数据发布不同级别的报警信息。并通过声光报警器、短信通知等多种方式提醒管理员。
数据分析：对大坝浸润线、库水位、实时雨量、大坝渗流量及坝体位移历史数据等相关数据进行综合比较分析，综合判断坝体健康状况。

四、系统特点
█可实现水库大坝渗压、渗流、应变、水位、温度，水库周围降雨量等数据的自动采集、发送、实时传输。可实时远程监测大坝的各测试参数，可根据需要设定采集频率、测点数据，对原始数据可进行各种计算。

█系统监测设备采用低功耗设计，可采用太阳能结合电池供电形式，不受野外偏远山区等环境局限。

█具有高可靠性和耐恶劣环境能力，监测设备和传感器具有全防水的结构,，系统具有多级防雷击及强电感应荷载冲击的能力。

█可对水库大坝的采集数据进行专业评估，按水利专业要求进行相关的数据的计算、评估与处理，以适应各种评测模型的需要。

█数据能够以各种数据库形式保存并可进行历史数据查询，还可以直接生成EXCEL或其他形式报表。同时数据可实时保存到网页报表中，提供网页远程浏览各种数据。
█数据可以以各种图形方式显示，包括时间历程曲线图、X/Y坐标图、模拟图、直方图等形式。

█具有数据越限报警功能，现场即时上传报警信息时，主机会出现明显的报警画面和报警信息，同时还可提供各种声光报警等多媒体提示。

█实现对系统信息打印的功能，支持对图形、报表、曲线、报警信息、各种统计计算结果等的打印。
五、系统意义
智慧水库大坝安全监测系统解决方案可以有效对水库进行全天候实时监测，实时掌握水库水位、雨情、视频监控、水质、数据、位移监测情况，如有预警险情，第一时间采取应对措施，同时可以利用水库大数据、气象数据对汛期水库水位进行预测，提前做好相关部署，对当地水库水位监测防洪减灾工作的有序进行具有重大的意义。为相关部门提供决策依据，保障民众生命财产安全。