四信大坝安全监测自动化系统提升方案，筑牢安全大坝

方案背景　

　　水电站大坝的安全运行可以调节径流、调蓄洪水，大大提高了所在区域的水旱灾害防御能力、水资源集约利用能力和水资源优化配置能力。

　　2023年2月28日，国家能源局发布《水电站大坝安全提升专项行动方案》，为进一步加强水电站大坝安全监督管理，深入排查整治大坝安全问题，有效提升大坝安全总体水平，决定在全国范围内组织开展大坝安全提升专项行动。

需求分析

　　目前，在我国水库及水电站管理中部分地方存在“重建轻管”“以建代管”的现象，导致维修养护不及时，积病成险。水库水电站安全信息化监测主要存在的问题：

　　●信息化管理水平较低，缺乏新兴技术运用

　　●信息化监测施工复杂，成本高

　　●成果转化率低，无法支持“四预”和应急指挥调度

解决方案

　　四信大坝安全监测自动化系统提升方案

　　大坝智慧安全监测终端硬件数据是信息化平台的数据来源，完善各个致灾监测项的布设，做到全面全方位的安全监控。硬件的部署有水位传感终端、雨量计、位移传感终端、渗压渗流监测设备及视频监控终端等设备。

　　安全系统建设不仅仅需要硬件设备的监测支撑，也需要借助信息化软件系统来更快更精准的发现和分析问题。建设一套与其发展能力相匹配的安全运营管理平台，能够加强集中管理与监控，加强对动态监控能力，实现对大坝安全的变化的及时预警。

　　01监测站点建设

　　1.一体化水雨情监测

　　水雨情监测包括：库水位、库区降雨量。雨量计采用翻斗式雨量计，水位计根据现场环境可选择雷达水位计、气泡式水位计、投入式水位计等；配备上观测水尺，实现现场人工查看。监测数据通过GPRS/4G/5G或北斗三代卫星等通信方式传输到管理平台。

　　2.一体化坝体表面监测

　　针对大坝安全进行大坝地表位移监测，评价大坝结构的稳定性。现场根据大坝大小按纵断面布设点位数量，建设GNSS基准站和监测站，支持前后端解算模式，高度集成。

　　3.一体化渗压监测

　　采用一体化大坝渗流压力监测站，对坝体各断面渗流压力进行监测，构建大坝整体浸润线分布。无线振弦采集仪连接振弦渗压计，内置电池支持长时间采集，通过与网关进行LoRa通信，解决布线繁琐的问题。

　　4.一体化渗流监测

　　实时监测大坝渗流流量，它关系到大坝坝体内部的安全状况。根据各省的规划要求进行建设，一般一个大坝至少建设一个渗流监测点。设备采用磁致式量水堰计或超声波流量计，磁致式的精度可达0.1%F.S；超声波式结构一体式设计，无需配置额外电池、RTU。

　　5.视频监测站

　　一体化视频监控站，主要对大坝坝体现场情况进行安全监控，并实现本地储存且以4G/以太网的传输方式把现场情况传输到监控中心，实现实时现场监控预警。根据各省的规划要求进行建设，每个大坝至少建设1个视频观测点，实时监控坝体全景、坝前水位、溢洪道进出口等情况。

　　02安全运营管理平台

　　四信针对水库水电站监管运营困难、管理成本高、数据管理不直观、应急响应速度慢等问题，打造出智能信息化监管系统——四信安全运营平台。平台结合BIM模型、洪水调度模型等，通过数据融合、大数据计算、模型分析等，实现科学化精准管理，打通数据壁垒、提升管理质量，为安全保障建立坚固的数据壁垒。

　　平台具备可视化监管、视频监管、信息化数据管理、水位库容计算表、水情分析、雨情分析、位移分析、浸润线分析、巡查管养、闸门远控、预警广播通知、洪水四预、移动应用等功能。

　　可视化监测系统

　　水库库容表

　　位移分析

　　洪水四预

应用案例

　　新疆阿勒泰地区

　　广东黄埔区

　　吉林省辽源市