水库监测预警系统解决方案
2022年06月10日
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1 背景及需求 1
1.1建设背景 1
1.2现状分析 2
1.3需求分析 3
2 总体设计 4
2.1设计原则 4
2.2建设思路 5
2.3建设目标 6
2.4架构设计 6
2.5设计依据 8
3 详细设计 10
3.1物联感知设计 10
3.2水库监测预警平台设计 21
4 方案特色亮点 28
4.1全量数据接入 28
4.2实时智能预警 28
4.3线上线下水库巡查 28
4.4可视化数据展示 29
5 方案FAQ 29
背景及需求
建设背景
目前我国已建成各类水库9万多座，其中小型水库占绝大多数。小型水库作为水利建设中的重要一环，在灌溉、供水方面效益突出，是区域防洪、农业生产、农民生活和农村发展的重要基础设施。小型水库运行管理关系小型水库功能和效益发挥，关系人民群众生命财产安全。但为数众多的小水库主要集中在20世纪50-70年代建成，受各种因素影响，安全问题十分突出。点多、面广、量大，且工程设施老化、运行管理薄弱的状况长期存在，是水利管理工作的短板。小型水库的安全度汛已成为当前全国防汛工作的一个薄弱环节，水库监测系统作为水库除险的重要非工程措施越来越受到水利管理部门的重视。
2020年6月，水利部办公厅关于印发水利科技推广工作三年行动计划（2020—2022年）的通知，三年行动计划中提到“十四五”期间计划投入125亿用于推进水库安全鉴定和除险加固，完善雨水情测报、安全监测设施，健全水库运行管护长效机制。另外山东、福建、浙江等地已将小水库监测纳入“十四五”规划，其中浙江明确小型水库水雨情自动监测率需达到90%，视频图像监控率需达到80%。
2021年4月，水利部召开水利工程运行管理工作视频会议，水利部副部长魏山忠对2021年水利工程运行管理工作进行了安排部署，强调要认真贯彻党中央、国务院决策部署，贯彻落实国务院常务会议精神和《国务院办公厅关于切实加强水库除险加固和运行管护工作的通知》要求，突出加强水库除险加固和运行管护这个重点，整体推进水库、堤防、水闸安全监管工作，保障工程安全运行。加快推进水库安全鉴定和除险加固，确保完成水库除险加固和运行管护年度任务：强化底线思维、忧患意识，保障水利工程度汛安全；持续夯实运行管理基础，推进信息化标准化建设；坚持问题导向，强化监督检查和问题整改落实；打造优秀运管队伍，加强管理能力建设。同月，李国英部长在水利部召开的水库安全度汛视频会议上强调，要以水库行政、技术、巡查“三个责任人”为重点，严格落实安全责任，做到有名有实有能。要把预报、预警、预演、预案作为水库安全度汛的关键抓手，逐一落实到位。要统筹考虑防洪形势及水库自身安全，科学精细调控洪水，最大程度减轻洪水灾害损失。要加强监督检查，强化水库巡查防而日抢险，做到险情早监测、早发现、早处置。要加快实施水库除险加固，强化病险水库控制运用，确保病险水库和在建水利水电工程安全度汛。要加大新技术、新设备推广应用，提升水库数字化、网络化、智能化管理能力和自身安全保障水平。
综上所述，从国家到地方各级政府都非常重视水库安全管理工作，应借助国家水库安全管理和地方建设契机，建设小型水库监测预警系统，实现水库雨情、水情、汛情、大坝安全管理信息全掌握，全面提升水库安全综合防范能力，最大程度地保障人民生命和财产安全。
现状分析
建设现状
目前，XX共有水库大坝XX座，其中小型水库XX座，约占水库总数的XX%，其中土石坝XX座，占小型水库的XX%，这些水库约有XX%建成于20世纪50年代末至70年代中期。
问题与不足
目前，从信息化建设角度来看，XX省水库运行管理尚无成熟的信息系统，水库安全运行管理缺少必要的应用平台工具和抓手，无法满足当前水库安全运行管理工作的要求，主要体现在下面三点。
（1）监测设备设施老旧，持续有效的监管力量不足
XX约98.9%水库建成于20世纪50年代末至70年代中期，受当时经济社会和技术条件限制，小型水库工程建设标准低、雨水情测报设施和安全监测配套设施缺失严重。2010年以来，XX依托山洪灾害防治非工程措施项目，建设完成XX个水库雨水情监测站点，数据接入了全区山洪灾害监测预警系统。目前，这些水库雨水情测报设施设备大多已接近或超过设计使用年限，大部分电子设备已到报废期，进入故障高发期，运行状态不稳定，每年需要投入大量维修资金。
（2）安全监测自动化程度不高，无法实时掌握大坝安全运行状态
由于绝大多数水库在建设初期和后期的除险加固中未建立大坝安全监测系统，自动化程度低。
目前，水库