水库大坝作为重要的水利基础设施，在水资源配置、防火减灾中发挥至关重要的作用。随着我国经济发展对水资源需求的增大，其作用也将愈发明显。水库大坝在发挥重要作用的同时，因其自身安全性所导致的溃坝洪水风险问题，也会给相关地区带来潜在的安全隐患；尽管事故发生的概率非常低，但其失事后果严重，灾难性破坏，可能造成巨大的生命、财产和环境损失。据统计，1954年~2003年的50年中，我国发生溃坝事故共3481起，其中大型水库2起、中型水库123起、小型水库3356起；绝大部分发生溃坝事故的都是小型水库，占96.4%。

不少水库建成于20世纪50年代至70年代，大多是在“边勘察、边设计、边施工”中进行的，工程标准低、施工质量差，大坝安全监测设施缺失、大坝安全监测工作不完整甚至空白，存在一定的安全隐患。

根据《小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设与运行管理办法》(水运管[2021]313号)、《关于加快小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设的通知》(运管函[2021]12号)；和《水文监测数据通信规约》SL651-2014的要求，加快水库雨水情测报、大坝安全监测设施建设，加强水库运行管护，提升水库信息化智慧化管理水平。坚持以“经济、稳定、可靠实用和技术先进”为原则，充分利用现代传感技术、测控技术、公网通信技术和计算机网络技术，建成以信息采集为基础、信息网络平台为支撑的雨水情及水库安全监测自动测报系统，实现水库雨水情及水库安全信息自动采集和预警预报功能，为提高水库信息化管理水平创造条件，并为水库安全运行和水资源合理利用提供数据支持。

一、视频监测

布设原则：具有有线互联网或移动互联网等通信条件的小型水库，应设置视频监视设备，采用网络摄像机进行视频图像采集传输，对大坝、溢洪道等现场情况进行现地监视和远程监视。

框架结构：市电接入视频站主要设备：网络球机、内存卡、通讯卡、开关电源、供电部分、防雷接地等部分组成，结构图如下：

无市电接入视频站主要设备：低功耗摄像机、内存卡、电池、太阳能板、通讯卡、防雷接地等部分组成，结构图如下：

3、技术实现：本地视频存储并可通过标准协议接入省市级平台。远程监视具备视频实时查看和图片定时推送功能。视频图像可通过现地设备或监测平台融合降水量、库水位、渗流量、渗流压力等信息。

数据传输可选择有线传输、无线公网及无线网桥的方式，在有网络条件的情况下宜采用有线或网桥的方式通信保证视频数据实时观看，在无条件的情况下考虑通过无线公网传输视频并根据要求计算流量选用的大小。

二、雨水情测报

1、降水量监测

布设原则：小型水库应开展降水量监测，至少设置1个降水量监测点。对流域面积超过20km?的可增加降水量监测点，应具有流域代表性。

降水量监测点应设置在平坦、空旷处，一般设置在坝上，应避开强风区，避开电力线路避，免地形树、木和建筑物的遮蔽影响。

雨量监测主要设备包括：数据采集终端、雨量筒、通信模块、供电系统、防雷系统等部分组成，结构图如下：

2、库水位监测

测点布设原则：库水位监测点应能代表坝前平稳水位，宜设置在上游坝坡坝面、岸坡稳固处或其他永久建筑物上，且满足水面平稳、风浪或泄流影响小、便于安装和观测的要求。

目前，水位自动测报仪器主要有浮子水位计、超声波水位计、雷达水位计、气泡式水位计、压力式水位计、视频水位计等。

 

三、大坝安全监测

1、渗流监测

渗流压力监测横断面根据工程规模、坝型坝高、下游影响等情况设置需要求如下：

1)小(1)型水库大坝应设置1~2个监测横断面，一般设置在最大坝高和渗流隐患坝段对，坝长超过500m的根据需要增加监测断面；

2)小(2)型水库坝高15m以上的应设置1个监测横断面，坝高15m以下影响较大的根据需要设置监测断面。

渗流压力监测宜采用在测压管中安装渗压计监测，测点设置要求如下：

1) 每个监测横断面一般设置1~2个监测点；

2)土石坝中均质坝、心墙坝、斜墙坝监测点一般设置在坝顶下游侧或心(斜)墙下游侧、坝脚或排水体前缘，必要时在下游坝坡增设1个监测点；

3)混凝土坝及砌石坝根据廊道、帷幕和渗流情况设置扬压力监测点；

4)面板堆石坝如需设置应根据情况确定；

5)下游水位或近坝地下水位监测点根据需要设置。

6)存在明显绕坝渗漏的，根据需要设置绕坝渗流量或渗流压力监测点。

框架结构

渗压监测(有线)主要设备、设施包括：渗压计、测压管、采集单元、供电系统、防雷接地、引线等部分组成，结构图如下：

2、变形观测

布设原则：

1)对坝高超过30m或下游影响较大的土石坝，或坝高超过50m或下游影响大的混凝土坝、砌石坝，宜设置表面变形监测设施。其他小型水库，根据规范要求，结合工程实际，落实大坝变形监测设施设置。

2)土石坝以表面垂直位移监测为主，混凝土坝、砌石坝以表面水平位移监测为主。

3)变形监测断面根据坝型坝高等情况设置，宜在坝顶下游侧设置一个变形监测纵断面，对土石坝必要时可增设一个监测横断面。

遵循以上原则大连大坝安全变形观测站建设任务需详细调研后确定。

技术实现：

通过卫星定位，小一型设置3-5个观测点，小二型设置2-3个观测点，其中1个基准测点应设在工程影响以外区域，宜布置在两岸山体条件良好、基础稳固、能长久保存的位置。观测点监测数据传输至后台模型计算得出变形曲线。

 

四、系统集成

现场监测数据通过利用公众信息服务的4G/3G通信方式或卫星通信方式上传到省级平台，平台对水位、雨量、大坝安全监测数据、视频监控应按照小型水库雨水情测报和大坝安全监测设施建设项目的要求利用web浏览器就可以得到数据的展示，不需要另外安装软件。

数据采集频次：降水量、库水位自动测报每小时上报1次，当出现强降水、库水位明显变化，或遭遇大洪水、强地震、工程异常等特殊情况时，应增加测报频次 (其中北斗通信在主信道故障或中断的情况下，按照主信道传输频次上传雨量及水位数据)；渗流量、渗流压力监测频次自动采集每日1次，初蓄期或遭遇大洪水、强地震、工异常等特殊情况时，增加监测频次；大坝变形监测频次及数据根据《水利水电工程安全监测设计规范》(SL725-2016)的要求最低监测频次为1次/月，结合本项目实际情况，为了便于后台数据分析及现场设备安装调试将监测频次调整至不少于1次/周，初蓄期或遭遇大洪水、强地震、工程异常等特殊情况时，增加监测频次。

根据系统总体及分项设计，本项目分三类数据：雨水情数据、大坝安全监测数据、视频数据，雨水情数据在省中心已建库且已有标准传输协议入库后直接以标准协议共享数据，大坝安全监测数据需建立标传输格式统一编码统一入库再共享至各地市；视频数据为本地存储，远程调看，数据从省中心平台转发至下级用户共享观看。