一、方案背景
淤地坝是在水土流失地区各级沟道中,以拦泥淤地为目的而修建的坝工建筑物。其主要作用为:滞洪、拦泥,淤地、蓄水、减轻黄河泥沙,保持水土不流失、建设农田、发展农业生产等。我国黄土高原地区现有淤地坝58776座,存在量多面广,建设标准低,泄洪设施不完善,在汛期暴雨天气下极易发生水毁事件等问题。同时,管理手段特别是信息化手段落后,导致防汛任务重、管理压力大、监管责任落实难。
为深入贯彻落实《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》,提升黄土高原淤地坝安全运用管理能力和水平,支撑淤地坝安全度汛和精准监管,按照水利部安排部署,各省市陆续启动淤地坝安全监测及信息管理系统建设工作。
二、系统组成
淤地坝安全自动监测预警系统项目包括:降雨、水位、渗压、变形、位移、应力、视频监控这7个参数。在每座淤地坝上独立布设雨量计、水位计、渗压计、应力计、地表位移站、视频站、太阳能等供电系统等监测设备;每座淤地坝的监测设备由该坝体安装的太阳能供电系统进行供电。各淤地坝监测设备通过传感器系统与全省监控调度中心进行系统集成,从而实现全省淤地坝监测数据的自动化实时监测。可以把淤地坝安全自动监测预警系统分为四层:感知层、网络层、平台层、应用层。
感知层:实时感应淤地坝监测参数传感器的状态,如雨量计、水位计、渗压计、变形、位计移、GNSS接收机、高速高清摄像机、孔隙水压计、雷达物位计、拉线式位移计、表面应变计、埋入式应力计等前端感知设备;
网络层:支持数据通信,可上、下双向通讯,支持无线蜂窝网络、短信、北斗、PSTN、超短波等通信方式。感应设备M21F2可通过监测预警平台的通讯方式,上行发送至监测控制中心平台。
平台层:整合各层设备和系统功能,通过信号的连接,下发平台对前端感应器的命令,上传监测数据的采集、处理、存储和分析,实时联动前端各大监控设备。
应用层:监测中心通过实时数据接收汇集管理及监测预警平台可以实现各种监测数据的共享,对各种监测数据进行查询、分析、预警和管理。开启信息发布途径,实时展示信息数据和预警信息。