方案背景

水電站大壩的安全運(yùn)行可以調(diào)節(jié)徑流、調(diào)蓄洪水，大大提高了所在區(qū)域的水旱災(zāi)害防御能力、水資源集約利用能力和水資源優(yōu)化配置能力。

2023年2月28日，國(guó)家能源局發(fā)布《水電站大壩安全提升專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)方案》，為進(jìn)一步加強(qiáng)水電站大壩安全監(jiān)督管理，深入排查整治大壩安全問(wèn)題，有效提升大壩安全總體水平，決定在全國(guó)范圍內(nèi)組織開(kāi)展大壩安全提升專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)。

需求分析

目前，在我國(guó)水庫(kù)及水電站管理中部分地方存在“重建輕管”“以建代管”的現(xiàn)象，導(dǎo)致維修養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，積病成險(xiǎn)。水庫(kù)水電站安全信息化監(jiān)測(cè)主要存在的問(wèn)題：

●信息化管理水平較低，缺乏新興技術(shù)運(yùn)用

●信息化監(jiān)測(cè)施工復(fù)雜，成本高

●成果轉(zhuǎn)化率低，無(wú)法支持“四預(yù)”和應(yīng)急指揮調(diào)度

解決方案

四信大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)提升方案

大壩智慧安全監(jiān)測(cè)終端硬件數(shù)據(jù)是信息化平臺(tái)的數(shù)據(jù)來(lái)源，完善各個(gè)致災(zāi)監(jiān)測(cè)項(xiàng)的布設(shè)，做到全面全方位的安全監(jiān)控。硬件的部署有水位傳感終端、雨量計(jì)、位移傳感終端、滲壓滲流監(jiān)測(cè)設(shè)備及視頻監(jiān)控終端等設(shè)備。

安全系統(tǒng)建設(shè)不僅僅需要硬件設(shè)備的監(jiān)測(cè)支撐，也需要借助信息化軟件系統(tǒng)來(lái)更快更精準(zhǔn)的發(fā)現(xiàn)和分析問(wèn)題。建設(shè)一套與其發(fā)展能力相匹配的安全運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，能夠加強(qiáng)集中管理與監(jiān)控，加強(qiáng)對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)控能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)大壩安全的變化的及時(shí)預(yù)警。

01監(jiān)測(cè)站點(diǎn)建設(shè)

1.一體化水雨情監(jiān)測(cè)

水雨情監(jiān)測(cè)包括：庫(kù)水位、庫(kù)區(qū)降雨量。雨量計(jì)采用翻斗式雨量計(jì)，水位計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境可選擇雷達(dá)水位計(jì)、氣泡式水位計(jì)、投入式水位計(jì)等；配備上觀(guān)測(cè)水尺，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)人工查看。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS/4G/5G或北斗三代衛(wèi)星等通信方式傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)。

2.一體化壩體表面監(jiān)測(cè)

針對(duì)大壩安全進(jìn)行大壩地表位移監(jiān)測(cè)，評(píng)價(jià)大壩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性?，F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)大壩大小按縱斷面布設(shè)點(diǎn)位數(shù)量，建設(shè)GNSS基準(zhǔn)站和監(jiān)測(cè)站，支持前后端解算模式，高度集成。

3.一體化滲壓監(jiān)測(cè)

采用一體化大壩滲流壓力監(jiān)測(cè)站，對(duì)壩體各斷面滲流壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，構(gòu)建大壩整體浸潤(rùn)線(xiàn)分布。無(wú)線(xiàn)振弦采集儀連接振弦滲壓計(jì)，內(nèi)置電池支持長(zhǎng)時(shí)間采集，通過(guò)與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行LoRa通信，解決布線(xiàn)繁瑣的問(wèn)題。

4.一體化滲流監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大壩滲流流量，它關(guān)系到大壩壩體內(nèi)部的安全狀況。根據(jù)各省的規(guī)劃要求進(jìn)行建設(shè)，一般一個(gè)大壩至少建設(shè)一個(gè)滲流監(jiān)測(cè)點(diǎn)。設(shè)備采用磁致式量水堰計(jì)或超聲波流量計(jì)，磁致式的精度可達(dá)0.1%F.S；超聲波式結(jié)構(gòu)一體式設(shè)計(jì)，無(wú)需配置額外電池、RTU。

5.視頻監(jiān)測(cè)站

一體化視頻監(jiān)控站，主要對(duì)大壩壩體現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行安全監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)本地儲(chǔ)存且以4G/以太網(wǎng)的傳輸方式把現(xiàn)場(chǎng)情況傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控預(yù)警。根據(jù)各省的規(guī)劃要求進(jìn)行建設(shè)，每個(gè)大壩至少建設(shè)1個(gè)視頻觀(guān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控壩體全景、壩前水位、溢洪道進(jìn)出口等情況。

02安全運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)

四信針對(duì)水庫(kù)水電站監(jiān)管運(yùn)營(yíng)困難、管理成本高、數(shù)據(jù)管理不直觀(guān)、應(yīng)急響應(yīng)速度慢等問(wèn)題，打造出智能信息化監(jiān)管系統(tǒng)——四信安全運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。平臺(tái)結(jié)合BIM模型、洪水調(diào)度模型等，通過(guò)數(shù)據(jù)融合、大數(shù)據(jù)計(jì)算、模型分析等，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化精準(zhǔn)管理，打通數(shù)據(jù)壁壘、提升管理質(zhì)量，為安全保障建立堅(jiān)固的數(shù)據(jù)壁壘。

平臺(tái)具備可視化監(jiān)管、視頻監(jiān)管、信息化數(shù)據(jù)管理、水位庫(kù)容計(jì)算表、水情分析、雨情分析、位移分析、浸潤(rùn)線(xiàn)分析、巡查管養(yǎng)、閘門(mén)遠(yuǎn)控、預(yù)警廣播通知、洪水四預(yù)、移動(dòng)應(yīng)用等功能。

可視化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

水庫(kù)庫(kù)容表

位移分析

洪水四預(yù)

應(yīng)用案例

新疆阿勒泰地區(qū)

廣東黃埔區(qū)

吉林省遼源市