方案背景

水電站大壩的安全運行可以調節徑流、調蓄洪水，大大提高了所在區域的水旱災害防御能力、水資源集約利用能力和水資源優化配置能力。

2023年2月28日，國家能源局發布《水電站大壩安全提升專項行動方案》，為進一步加強水電站大壩安全監督管理，深入排查整治大壩安全問題，有效提升大壩安全總體水平，決定在全國范圍內組織開展大壩安全提升專項行動。

需求分析

目前，在我國水庫及水電站管理中部分地方存在“重建輕管”“以建代管”的現象，導致維修養護不及時，積病成險。水庫水電站安全信息化監測主要存在的問題：

●信息化管理水平較低，缺乏新興技術運用

●信息化監測施工復雜，成本高

●成果轉化率低，無法支持“四預”和應急指揮調度

解決方案

四信大壩安全監測自動化系統提升方案

大壩智慧安全監測終端硬件數據是信息化平臺的數據來源，完善各個致災監測項的布設，做到全面全方位的安全監控。硬件的部署有水位傳感終端、雨量計、位移傳感終端、滲壓滲流監測設備及視頻監控終端等設備。

安全系統建設不僅僅需要硬件設備的監測支撐，也需要借助信息化軟件系統來更快更精準的發現和分析問題。建設一套與其發展能力相匹配的安全運營管理平臺，能夠加強集中管理與監控，加強對動態監控能力，實現對大壩安全的變化的及時預警。

01監測站點建設

1.一體化水雨情監測

水雨情監測包括：庫水位、庫區降雨量。雨量計采用翻斗式雨量計，水位計根據現場環境可選擇雷達水位計、氣泡式水位計、投入式水位計等；配備上觀測水尺，實現現場人工查看。監測數據通過GPRS/4G/5G或北斗三代衛星等通信方式傳輸到管理平臺。

2.一體化壩體表面監測

針對大壩安全進行大壩地表位移監測，評價大壩結構的穩定性。現場根據大壩大小按縱斷面布設點位數量，建設GNSS基準站和監測站，支持前后端解算模式，高度集成。

3.一體化滲壓監測

采用一體化大壩滲流壓力監測站，對壩體各斷面滲流壓力進行監測，構建大壩整體浸潤線分布。無線振弦采集儀連接振弦滲壓計，內置電池支持長時間采集，通過與網關進行LoRa通信，解決布線繁瑣的問題。

4.一體化滲流監測

實時監測大壩滲流流量，它關系到大壩壩體內部的安全狀況。根據各省的規劃要求進行建設，一般一個大壩至少建設一個滲流監測點。設備采用磁致式量水堰計或超聲波流量計，磁致式的精度可達0.1%F.S；超聲波式結構一體式設計，無需配置額外電池、RTU。

5.視頻監測站

一體化視頻監控站，主要對大壩壩體現場情況進行安全監控，并實現本地儲存且以4G/以太網的傳輸方式把現場情況傳輸到監控中心，實現實時現場監控預警。根據各省的規劃要求進行建設，每個大壩至少建設1個視頻觀測點，實時監控壩體全景、壩前水位、溢洪道進出口等情況。

02安全運營管理平臺

四信針對水庫水電站監管運營困難、管理成本高、數據管理不直觀、應急響應速度慢等問題，打造出智能信息化監管系統——四信安全運營平臺。平臺結合BIM模型、洪水調度模型等，通過數據融合、大數據計算、模型分析等，實現科學化精準管理，打通數據壁壘、提升管理質量，為安全保障建立堅固的數據壁壘。

平臺具備可視化監管、視頻監管、信息化數據管理、水位庫容計算表、水情分析、雨情分析、位移分析、浸潤線分析、巡查管養、閘門遠控、預警廣播通知、洪水四預、移動應用等功能。

可視化監測系統

水庫庫容表

位移分析

洪水四預

應用案例

新疆阿勒泰地區

廣東黃埔區

吉林省遼源市