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水库监测预警系统:实时控水情 守大坝安稳

水库作为水利工程的核心组成,其运行安全直接关联下游防洪与民生保障。水库监测预警系统以水雨情测报和大坝安全监测为核心,通过

水库作为水利工程的核心组成,其运行安全直接关联下游防洪与民生保障。水库监测预警系统以水雨情测报和大坝安全监测为核心,通过集成雷达水位计、雨量计、渗流渗压计、位移计等专业设备,构建 “数据采集 - 传输 - 分析 - 预警” 全流程体系,为水库精细化管理与风险防控提供技术支撑。

一、水雨情监测:夯实水库运行数据基础

水雨情监测是掌握水库来水、蓄水动态的关键,通过雨量计与雷达水位计实现降水量、库水位实时采集,为调度决策提供依据。

雨量计布设需选择平坦空旷区域,避开地形、树木或建筑物干扰,确保监测数据准确。选型需结合当地降水特点,翻斗式、声波式、称重式雨量计为常用类型,仪器分辨率需符合面雨量计算精度要求,数据采集与定时发信间隔需满足实时监测需求,操作需参照《降水量观测规范》(SL21)执行。

雷达水位计需覆盖从死水位到坝顶的全水位区间,布设位置优先选择水面平稳处,避免泄流、风浪或淤积影响数据精度。同时需配套设置人工观测水尺与水准点,水尺需处于视频监视范围内,水准点选在水库工程影响外的地质稳定区域,为雷达水位计数据校验提供基准。部分水库会通过视频智能识别水尺水位,与雷达水位计数据互相校验以提升精度;水准点需采用统一高程系统,与水库运行管理坐标体系保持一致,定期对坝顶、堰顶高程等进行复核,符合《水位观测标准》(GB/T50138)要求。

二、大坝安全监测:守护坝体结构稳定

大坝结构稳定性是水库安全的核心,渗流渗压计、位移计等设备可实现对大坝渗流、变形等关键指标的动态监测,及时排查安全隐患。

渗流压力监测需结合坝型制定方案:土石坝需在关键坝段设置监测横断面,监测点布设在上游坝体、坝顶下游侧、坝脚等关键位置,下游水位或近坝地下水位监测点按需补充,存在绕坝渗漏风险区域需增设监测点;重力坝与拱坝则结合廊道、帷幕分布及渗流情况设置扬压力监测点。渗流压力监测多采用测压管安装渗压计的方式,振弦式、压阻式渗压计为常用类型,安装前需按《大坝安全监测仪器检验测试规程》(SL530)检验,安装过程遵循《大坝安全监测仪器安装标准》(SL531),同步记录测点标识、仪器参数及初始读数。监测分辨率需满足精度要求,自动采集与发信间隔需保障实时性,自动设施失灵时需通过人工观测补充数据,部分水库会同步开展渗流计算辅助数据解读。

大坝表面变形监测需聚焦结构稳定性关键指标:土石坝以垂直位移监测为主,重力坝、拱坝以水平位移监测为主,均需在坝顶下游侧设置监测纵断面,土石坝按需增设横断面;工作基点与校核基点选在基础稳固的坝端或近坝区域,确保观测基准稳定。监测方式分为人工定期观测与自动监测,人工观测采用全站仪、水准仪等设备,自动监测借助 GNSS、全自动全站仪等装备,自动监测需保障每日数据采集频次,人工观测需满足季度频次要求,操作参照《土石坝安全监测技术规范》(SL551)与《混凝土坝安全监测技术规范》(SL601)执行。

三、系统协同保障:确保监测高效运行

监测预警系统稳定运行需依托可靠的供电、防雷保障及顺畅的通信传输与信息汇集机制,实现数据高效整合与应用。

供电方面,现地监测设施优先采用太阳能板浮充蓄电池供电,设计需结合当地日照与连续阴雨条件,确保设备具备过充电保护与过放电报警功能;采用市电供电时需做好安全防护,满足设备电压与频率要求。蓄电池需符合电压标准,电流供应能力匹配设备最大工作电流,保障阴雨天气下设备正常运行。防雷保护需在立杆顶部安装避雷针并做好接地,核心采集设备需配置避雷器,避免感应雷击损坏设备。

通信传输中,各类监测数据先汇集到物联网终端,再通过有线互联网、移动互联网、北斗卫星等公共通信资源传输,公共通信未覆盖区域采用补充方式;数据传输需遵循水利相关通信规约,保障格式统一与安全。信息汇集以省级平台为核心,实现全省监测信息统一存储管理,预留人工数据填报渠道,同时与水文、防汛指挥系统共享信息,升级后供各级水行政主管部门与水库管理单位使用,与部级平台互联互通,支撑水利管理决策。