中型水库作为水利建设的重要组成部分，在防洪、供水、农业灌溉、改善民生和生态效益等方面都具有重要意义。国务院发布《关于切实加强水库除险加固和运行管护工作的通知》，重点提出要提升信息化管理能力，要加快建设水库雨水情测报、大坝安全监测等设施，健全水库安全运行监测系统，加强分析研判，及时发布预警信息。
一、项目背景
江西省新余市分宜县的彰湖水库，是一座以灌溉为主、兼具防洪等综合效益的中型水利枢纽工程。水库坝址以上控制流域面积27.03平方千米，总库容1658万立方米，涉及灌溉面积2.016万亩。
为了消除水库安全隐患、提升水库效益以及适应新形势下的水资源管理需求，分宜县水利局组织开展彰湖水库巩固提升工程信息化建设，建设内容包括大坝安全监测、雨水情测报、视频监控、服务器机房建设、大屏显示系统、消防设施建设、综合监测预警管理平台建设及数据与江西省平台对接服务。受客户委托，此次项目的设备供应及施工由中海达负责。
二、痛点分析
1.依赖人工巡检，智能化运维程度低：长期以来，该水库主要采用人工巡检方式运维，缺乏智能化传感设备进行24小时实时监测，缺少综合管理预警平台进行自动化数据分析和管控，存在工作效率低、数据上报不及时、安全隐患漏排查等问题。
2.信息化水平不高，数据安全风险较大：目前，水库运管缺乏信息技术和系统平台支撑，以致信息获取不及时、不准确，管理者决策效率低；而且水库信息化数据未与县级、省级平台实现数据互通共享，影响水库管控效率和生产安全。
三、实施方案
中海达提供雨水情及大坝安全监测解决方案。该方案依托三维建模、数字孪生、物联感知等技术，通过实时获取水库的渗流、渗压、水位、降雨量、表面位移等信息数据，并叠加真实的三维模型，实时分析水库的整体稳定性状况。同时，借助AI视频监控联动，及时确定和排除水库安全风险，为水库安全运行管理提供科学的数据支撑，帮助水库建设智能安全评价、实时监测预警、预警预案的实时联动、无人智能化管理体系，全面提升水库信息化管理水平。
▲雨水情及大坝安全监测解决方案架构
四、作业过程
1.雨水情测报站建设
主要由雨量监测和库水位监测组成。利用翻斗式雨量计和雷达水位计实时采集水库的降雨量、库水位信息。
▲雨水情测报站设备安装
2.大坝安全监测站建设
主要包括人工观测墩、渗压监测和渗流量监测建设。通过合理布设人工观测墩，再结合全站仪和水准仪，监测大坝水平和垂直位移的变化。使用渗压计和量水堰计实时采集大坝内部和外部的渗压和渗流情况。
▲大坝安全监测站设备安装
3.视频监测站建设
利用网络视频球机，对水库重要部位进行实时视频监控，同时配合IP网络音响，管控人员非法进入和发布现场预警信息。
▲视频监测站设备安装
4.大屏显示系统建设
通过大屏显示系统，管理者可直观地了解水库的水位、雨量、大坝表面变形位移以及渗流渗压等运行状况并快速做出决策，大幅提升管理效率。
▲大屏显示系统安装
5.消防设施建设
本项目增加了消防设施建设，为水库安全运行和应急救援提供了有力保障。
▲消防设施安装
6.综合监测预警管理平台建设
平台建设包含WEB版、移动终端两大部分，主要涉及水库监管一张图、雨水情监测、水库大坝安全监测、报警管理和统计、视频监控、监测报表、数据分析、巡检管理、运维管理等功能模块，同时可实现数据与江西省水库监管平台实时互联互通。
▲综合监测预警管理平台
五、成果展示
建成后的彰湖水库信息化系统由7套渗流监测站、50套渗压监测站、200套人工观测墩、1套降雨量监测站、1套库水位监测站、2套视频监测站、1套大屏显示系统以及1套综合监测预警管理平台组成。
彰湖水库信息化系统通过前端感知设备实时将数据上报至综合监测预警管理平台，经过综合监测预警管理平台实时数据处理、分析、推算，叠加水库三维立体模型，结合大屏显示系统，可直观了解水库安全状况。一旦监测数据超过预设值的预警阈值时，平台将通过短信、邮件、平台弹窗等方式告知水库相关负责人，水库相关负责人可结合大屏显示系统和视频，快速决策制定下一步行动计划，有效保障水库运行管理安全。同时，为了响应江西省水利厅对数据统一管理要求，数据同步实时上传至江西省水库监管平台。
▲建设成果
六、项目总结
基于中海达雨水情及大坝安全监测系统，彰湖水库做到了表面变形、渗流渗压、库水位、降雨量等监测数据实时采集、存储、分析和上报，实现了水库安全隐患及时发现、及时处理、及时消除，为彰湖水库的安全运行提供了准确、及时的数据支撑和安全保障，是中型水库信息化转型升级的典范。
同时，中海达雨水情及大坝安全监测系统全面支撑了彰湖水库标准化管理信息系统的高效运行，帮助彰湖水库实现了管理的科学化、规范化和信息化，保障了彰湖水库充分发挥水利设施工程效益，为区域经济的可持续发展提供助力。
