一、方案背景

淤地壩是在水土流失地區(qū)各級(jí)溝道中，以攔泥淤地為目的而修建的壩工建筑物。其主要作用為：滯洪、攔泥，淤地、蓄水、減輕黃河泥沙，保持水土不流失、建設(shè)農(nóng)田、發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等。我國黃土高原地區(qū)現(xiàn)有淤地壩58776座，存在量多面廣，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，泄洪設(shè)施不完善，在汛期暴雨天氣下極易發(fā)生水毀事件等問題。同時(shí)，管理手段特別是信息化手段落后，導(dǎo)致防汛任務(wù)重、管理壓力大、監(jiān)管責(zé)任落實(shí)難。為深入貫徹落實(shí)《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》，提升黃土高原淤地壩安全運(yùn)用管理能力和水平，支撐淤地壩安全度汛和精準(zhǔn)監(jiān)管，按照水利部安排部署，各省市陸續(xù)啟動(dòng)淤地壩安全監(jiān)測(cè)及信息管理系統(tǒng)建設(shè)工作。二、系統(tǒng)組成

淤地壩安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)項(xiàng)目包括：降雨、水位、滲壓、變形、位移、應(yīng)力、視頻監(jiān)控這7個(gè)參數(shù)。在每座淤地壩上獨(dú)立布設(shè)雨量計(jì)、水位計(jì)、滲壓計(jì)、應(yīng)力計(jì)、地表位移站、視頻站、太陽能等供電系統(tǒng)等監(jiān)測(cè)設(shè)備；每座淤地壩的監(jiān)測(cè)設(shè)備由該壩體安裝的太陽能供電系統(tǒng)進(jìn)行供電。各淤地壩監(jiān)測(cè)設(shè)備通過傳感器系統(tǒng)與全省監(jiān)控調(diào)度中心進(jìn)行系統(tǒng)集成，從而實(shí)現(xiàn)全省淤地壩監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?？梢园延俚貕伟踩詣?dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)分為四層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層。感知層：實(shí)時(shí)感應(yīng)淤地壩監(jiān)測(cè)參數(shù)傳感器的狀態(tài)，如雨量計(jì)、水位計(jì)、滲壓計(jì)、變形、位計(jì)移、GNSS接收 機(jī)、高速高清攝像機(jī)、孔隙水壓計(jì)、雷達(dá)物位計(jì)、拉線式位移計(jì)、表面應(yīng)變計(jì)、埋入式應(yīng)力計(jì)等前端感知設(shè)備；

網(wǎng)絡(luò)層：支持?jǐn)?shù)據(jù)通信，可上、下雙向通訊，支持無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)、短信、北斗、PSTN、超短波等通信方式。感應(yīng)設(shè)備M21F2可通過監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)的通訊方式，上行發(fā)送至監(jiān)測(cè)控制中心平臺(tái)。

平臺(tái)層：整合各層設(shè)備和系統(tǒng)功能，通過信號(hào)的連接，下發(fā)平臺(tái)對(duì)前端感應(yīng)器的命令，上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)和分析，實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)前端各大監(jiān)控設(shè)備。

應(yīng)用層：監(jiān)測(cè)中心通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收匯集管理及監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的共享，對(duì)各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析、預(yù)警和管理。開啟信息發(fā)布途徑，實(shí)時(shí)展示信息數(shù)據(jù)和預(yù)警信息。三、系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的地圖顯示、查看，包括監(jiān)測(cè)設(shè)備的快速查詢顯示、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)展示、報(bào)警情況顯示及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖的實(shí)時(shí)展示，通過系統(tǒng)主界面的顯示功能，可以查看設(shè)備的位置、運(yùn)行狀態(tài)，掌握其淤地壩體浸潤線及壩體內(nèi)孔隙水壓力、庫內(nèi)水位、水庫出入入流量、降雨量、壩體位移的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。及時(shí)報(bào)警：通過布設(shè)在淤地壩體內(nèi)部和表面的各種類型的傳感器，獲取淤地壩變形、滲流、沉降、位移、水文、氣象等相關(guān)數(shù)據(jù)。傳輸?shù)较嚓P(guān)軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)壩體的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。等數(shù)據(jù)超過告警上限時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)該預(yù)警數(shù)據(jù)發(fā)布不同級(jí)別的報(bào)警信息?？稍O(shè)置多級(jí)報(bào)警，支持彈出軟件窗口報(bào)警、郵件報(bào)警、短信報(bào)警及聲光報(bào)警等功能多種方式傳達(dá)至相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和責(zé)任人。

視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控：包括對(duì)淤地壩上和周圍的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，用戶可以從監(jiān)控終端中實(shí)時(shí)的看到現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像，同時(shí)還可以通過軟件控制現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)鏡頭以及云臺(tái)，根據(jù)需要調(diào)整光圈大小、焦距遠(yuǎn)近、變倍高低以及視頻角度等，滿足用戶對(duì)現(xiàn)場(chǎng)多方位視頻圖像的監(jiān)控需要，確保淤地壩運(yùn)行安全。

 數(shù)據(jù)分析預(yù)判：對(duì)大壩浸潤線、壩水位、實(shí)時(shí)雨量、大壩滲流量及壩體位移歷史數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較分析，推算出各類壩體運(yùn)行數(shù)據(jù)的時(shí)間和空間的相關(guān)性，綜合判斷壩體健康狀況。

GIS模擬建模：在適用前提下將水庫大壩安全管理過程中的新思想、新方法融入到系統(tǒng)開發(fā)，做到數(shù)據(jù)和圖形相融合、GIS與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，把科學(xué)計(jì)算的結(jié)果通過三維情景表現(xiàn)和動(dòng)態(tài)的形式直觀表現(xiàn)。

操作便捷：具備LCD液晶顯示屏以及多功能輸入鍵盤，用于現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)設(shè)置、人工置數(shù)、安裝調(diào)試、狀態(tài)顯示等功能，以及串口配置方式。 支持多種工作模式（包括自報(bào)式、查詢式、兼容式等），最大限度降低功耗。四、系統(tǒng)意義

淤地壩智能監(jiān)測(cè)預(yù)警管理系統(tǒng)主要針對(duì)淤地壩特征及監(jiān)管需求開發(fā)的可視化平臺(tái)，綜合展示了實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控概況、預(yù)警信息、設(shè)備在線數(shù)量等，為淤地壩安全運(yùn)行防治提供及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)支撐和可視化快捷查看，為水利工作人員針對(duì)具體事件作出應(yīng)對(duì)措施，增強(qiáng)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力，更提高了運(yùn)管效率?？蔀橹贫ň珳?zhǔn)化的流域水土流失治理方案、淤地壩智慧監(jiān)測(cè)與運(yùn)行方案、淤地壩系洪水風(fēng)險(xiǎn)圖等提供技術(shù)支撐，從而進(jìn)一步提高淤地壩綜合利用率與智能化監(jiān)管水平，實(shí)現(xiàn)淤地壩治理水土流失、改善黃河流域生態(tài)環(huán)境、更好地滿足當(dāng)?shù)厝嗣裆a(chǎn)、生活的作用。