水庫大壩作為重要的水利基礎(chǔ)設(shè)施，在水資源配置、防火減災(zāi)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水資源需求的增大，其作用也將愈發(fā)明顯。水庫大壩在發(fā)揮重要作用的同時，因其自身安全性所導(dǎo)致的潰壩洪水風(fēng)險問題，也會給相關(guān)地區(qū)帶來潛在的安全隱患；盡管事故發(fā)生的概率非常低，但其失事后果嚴(yán)重，災(zāi)難性破壞，可能造成巨大的生命、財產(chǎn)和環(huán)境損失。據(jù)統(tǒng)計，1954年~2003年的50年中，我國發(fā)生潰壩事故共3481起，其中大型水庫2起、中型水庫123起、小型水庫3356起；絕大部分發(fā)生潰壩事故的都是小型水庫，占96.4%。
不少水庫建成于20世紀(jì)50年代至70年代，大多是在“邊勘察、邊設(shè)計、邊施工”中進(jìn)行的，工程標(biāo)準(zhǔn)低、施工質(zhì)量差，大壩安全監(jiān)測設(shè)施缺失、大壩安全監(jiān)測工作不完整甚至空白，存在一定的安全隱患。
根據(jù)《小型水庫雨水情測報和大壩安全監(jiān)測設(shè)施建設(shè)與運(yùn)行管理辦法》(水運(yùn)管[2021]313號)、《關(guān)于加快小型水庫雨水情測報和大壩安全監(jiān)測設(shè)施建設(shè)的通知》(運(yùn)管函[2021]12號)；和《水文監(jiān)測數(shù)據(jù)通信規(guī)約》SL651-2014的要求，加快水庫雨水情測報、大壩安全監(jiān)測設(shè)施建設(shè)，加強(qiáng)水庫運(yùn)行管護(hù)，提升水庫信息化智慧化管理水平。堅持以“經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠實(shí)用和技術(shù)先進(jìn)”為原則，充分利用現(xiàn)代傳感技術(shù)、測控技術(shù)、公網(wǎng)通信技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建成以信息采集為基礎(chǔ)、信息網(wǎng)絡(luò)平臺為支撐的雨水情及水庫安全監(jiān)測自動測報系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水庫雨水情及水庫安全信息自動采集和預(yù)警預(yù)報功能，為提高水庫信息化管理水平創(chuàng)造條件，并為水庫安全運(yùn)行和水資源合理利用提供數(shù)據(jù)支持。
一、視頻監(jiān)測
布設(shè)原則：具有有線互聯(lián)網(wǎng)或移動互聯(lián)網(wǎng)等通信條件的小型水庫，應(yīng)設(shè)置視頻監(jiān)視設(shè)備，采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)進(jìn)行視頻圖像采集傳輸，對大壩、溢洪道等現(xiàn)場情況進(jìn)行現(xiàn)地監(jiān)視和遠(yuǎn)程監(jiān)視。
框架結(jié)構(gòu)：市電接入視頻站主要設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)球機(jī)、內(nèi)存卡、通訊卡、開關(guān)電源、供電部分、防雷接地等部分組成，結(jié)構(gòu)圖如下：
無市電接入視頻站主要設(shè)備：低功耗攝像機(jī)、內(nèi)存卡、電池、太陽能板、通訊卡、防雷接地等部分組成，結(jié)構(gòu)圖如下：
技術(shù)實(shí)現(xiàn)：本地視頻存儲并可通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接入省市級平臺。遠(yuǎn)程監(jiān)視具備視頻實(shí)時查看和圖片定時推送功能。視頻圖像可通過現(xiàn)地設(shè)備或監(jiān)測平臺融合降水量、庫水位、滲流量、滲流壓力等信息。
數(shù)據(jù)傳輸可選擇有線傳輸、無線公網(wǎng)及無線網(wǎng)橋的方式，在有網(wǎng)絡(luò)條件的情況下宜采用有線或網(wǎng)橋的方式通信保證視頻數(shù)據(jù)實(shí)時觀看，在無條件的情況下考慮通過無線公網(wǎng)傳輸視頻并根據(jù)要求計算流量選用的大小。
二、雨水情測報
1、降水量監(jiān)測
布設(shè)原則：小型水庫應(yīng)開展降水量監(jiān)測，至少設(shè)置1個降水量監(jiān)測點(diǎn)。對流域面積超過20km2的可增加降水量監(jiān)測點(diǎn)，應(yīng)具有流域代表性。
降水量監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在平坦、空曠處，一般設(shè)置在壩上，應(yīng)避開強(qiáng)風(fēng)區(qū)，避開電力線路避，免地形樹、木和建筑物的遮蔽影響。
雨量監(jiān)測主要設(shè)備包括：數(shù)據(jù)采集終端、雨量筒、通信模塊、供電系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)等部分組成，結(jié)構(gòu)圖如下：
2、庫水位監(jiān)測
測點(diǎn)布設(shè)原則：庫水位監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)能代表壩前平穩(wěn)水位，宜設(shè)置在上游壩坡壩面、岸坡穩(wěn)固處或其他永久建筑物上，且滿足水面平穩(wěn)、風(fēng)浪或泄流影響小、便于安裝和觀測的要求。
目前，水位自動測報儀器主要有浮子水位計、超聲波水位計、雷達(dá)水位計、氣泡式水位計、壓力式水位計、視頻水位計等。
三、大壩安全監(jiān)測
1、滲流監(jiān)測
滲流壓力監(jiān)測橫斷面根據(jù)工程規(guī)模、壩型壩高、下游影響等情況設(shè)置需要求如下：
1)小(1)型水庫大壩應(yīng)設(shè)置1~2個監(jiān)測橫斷面，一般設(shè)置在最大壩高和滲流隱患壩段對，壩長超過500m的根據(jù)需要增加監(jiān)測斷面；
2)小(2)型水庫壩高15m以上的應(yīng)設(shè)置1個監(jiān)測橫斷面，壩高15m以下影響較大的根據(jù)需要設(shè)置監(jiān)測斷面。
滲流壓力監(jiān)測宜采用在測壓管中安裝滲壓計監(jiān)測，測點(diǎn)設(shè)置要求如下：
1)每個監(jiān)測橫斷面一般設(shè)置1~2個監(jiān)測點(diǎn)；
2)土石壩中均質(zhì)壩、心墻壩、斜墻壩監(jiān)測點(diǎn)一般設(shè)置在壩頂下游側(cè)或心(斜)墻下游側(cè)、壩腳或排水體前緣，必要時在下游壩坡增設(shè)1個監(jiān)測點(diǎn)；
3)混凝土壩及砌石壩根據(jù)廊道、帷幕和滲流情況設(shè)置揚(yáng)壓力監(jiān)測點(diǎn)；
4)面板堆石壩如需設(shè)置應(yīng)根據(jù)情況確定；
5)下游水位或近壩地下水位監(jiān)測點(diǎn)根據(jù)需要設(shè)置。
6)存在明顯繞壩滲漏的，根據(jù)需要設(shè)置繞壩滲流量或滲流壓力監(jiān)測點(diǎn)。
框架結(jié)構(gòu)
滲壓監(jiān)測(有線)主要設(shè)備、設(shè)施包括：滲壓計、測壓管、采集單元、供電系統(tǒng)、防雷接地、引線等部分組成，結(jié)構(gòu)圖如下：
2、變形觀測
布設(shè)原則：
1)對壩高超過30m或下游影響較大的土石壩，或壩高超過50m或下游影響大的混凝土壩、砌石壩，宜設(shè)置表面變形監(jiān)測設(shè)施。其他小型水庫，根據(jù)規(guī)范要求，結(jié)合工程實(shí)際，落實(shí)大壩變形監(jiān)測設(shè)施設(shè)置。
2)土石壩以表面垂直位移監(jiān)測為主，混凝土壩、砌石壩以表面水平位移監(jiān)測為主。
3)變形監(jiān)測斷面根據(jù)壩型壩高等情況設(shè)置，宜在壩頂下游側(cè)設(shè)置一個變形監(jiān)測縱斷面，對土石壩必要時可增設(shè)一個監(jiān)測橫斷面。
遵循以上原則大連大壩安全變形觀測站建設(shè)任務(wù)需詳細(xì)調(diào)研后確定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)：
通過衛(wèi)星定位，小一型設(shè)置3-5個觀測點(diǎn)，小二型設(shè)置2-3個觀測點(diǎn)，其中1個基準(zhǔn)測點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工程影響以外區(qū)域，宜布置在兩岸山體條件良好、基礎(chǔ)穩(wěn)固、能長久保存的位置。觀測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至后臺模型計算得出變形曲線。
四、系統(tǒng)集成
現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)通過利用公眾信息服務(wù)的4G/3G通信方式或衛(wèi)星通信方式上傳到省級平臺，平臺對水位、雨量、大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控應(yīng)按照小型水庫雨水情測報和大壩安全監(jiān)測設(shè)施建設(shè)項目的要求利用web瀏覽器就可以得到數(shù)據(jù)的展示，不需要另外安裝軟件。
數(shù)據(jù)采集頻次：降水量、庫水位自動測報每小時上報1次，當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)降水、庫水位明顯變化，或遭遇大洪水、強(qiáng)地震、工程異常等特殊情況時，應(yīng)增加測報頻次(其中北斗通信在主信道故障或中斷的情況下，按照主信道傳輸頻次上傳雨量及水位數(shù)據(jù))；滲流量、滲流壓力監(jiān)測頻次自動采集每日1次，初蓄期或遭遇大洪水、強(qiáng)地震、工異常等特殊情況時，增加監(jiān)測頻次；大壩變形監(jiān)測頻次及數(shù)據(jù)根據(jù)《水利水電工程安全監(jiān)測設(shè)計規(guī)范》(SL725-2016)的要求最低監(jiān)測頻次為1次/月，結(jié)合本項目實(shí)際情況，為了便于后臺數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)場設(shè)備安裝調(diào)試將監(jiān)測頻次調(diào)整至不少于1次/周，初蓄期或遭遇大洪水、強(qiáng)地震、工程異常等特殊情況時，增加監(jiān)測頻次。
根據(jù)系統(tǒng)總體及分項設(shè)計，本項目分三類數(shù)據(jù)：雨水情數(shù)據(jù)、大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)，雨水情數(shù)據(jù)在省中心已建庫且已有標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議入庫后直接以標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議共享數(shù)據(jù)，大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)需建立標(biāo)傳輸格式統(tǒng)一編碼統(tǒng)一入庫再共享至各地市；視頻數(shù)據(jù)為本地存儲，遠(yuǎn)程調(diào)看，數(shù)據(jù)從省中心平臺轉(zhuǎn)發(fā)至下級用戶共享觀看。
