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主汛期水库大坝安全监测如何实现数字化转型?

主汛期水库大坝安全监测如何实现数字化转型?

发布时间：

2026-07-28 08:06:53

来源：

天玑科技

2026年7月,全国正式进入"七下八上"防汛关键时段。水利部数据显示,截至7月中旬,全国主要江河已发生25次编号洪水,609条河流超警,97条中小河流超保证水位,14条河流创实测最大洪水记录。防汛形势严峻程度前所未有,而水库大坝作为防洪体系的核心节点,其安全监测能力正面临前所未有的考验。从数字孪生流域建设到雨水情监测预报"三道防线",从大坝安全监测设施数智化改造到现代化水库运行管理矩阵,技术变革正在重塑水库安全度汛的底层逻辑。

传统巡检为何撑不住极端汛情

水库大坝安全监测传统模式的核心痛点,在于时效性与覆盖率的天然短板。巡检周期长是首要问题——传统人工巡检周期通常为3至7天,而多数边坡从加速变形到最终滑塌的时间窗口只有24到72小时。这意味着传统巡检很可能在发现异常时已经来不及了。暴雨期间道路中断、能见度极低,人工巡检几乎无法开展,形成监测真空期。

点位覆盖有限同样不容忽视。传统监测主要依赖少量传感器点位,检测点覆盖率不足5%,坝体大面积区域处于监测盲区,局部变形无法被及时捕捉。尤其在高陡岸坡、排洪设施等关键部位,点位稀疏导致风险隐患漏检率高。数据孤岛问题更为突出——位移、渗流、水位、降雨等数据分散在不同系统中,缺乏统一平台进行多参数耦合分析,防汛决策时需要人工汇总多方数据,耗时数小时甚至更长,严重制约调度时效。

2025年7月天津杨庄水库遭遇强降雨,水位在6小时内从178.89米快速上涨至184.58米,如果不是数字孪生平台实时整合多维数据,根本无法在如此短的时间内完成科学研判和调度决策。这个案例深刻说明,极端天气事件频次增加的背景下,传统监测模式的响应速度已无法匹配防汛决策的时效要求。

从点式监测到体式防控的技术跨越

2026年水库安全监测技术实现了从"点式监测"到"体式防控"的重大跨越,核心架构是"天空地水工"一体化感知体系。北斗高精度定位在其中承担时空基准的关键角色——在坝体变形监测方面,于坝顶、坝坡、坝基等关键部位布设北斗GNSS监测站,实时采集水平位移和垂直沉降数据,水平定位精度达正负1厘米,高程精度正负2厘米,数据刷新频率最高每秒1次。

对于混凝土重力坝,系统重点监测坝体水平位移和挠度变化;对于土石坝,重点关注坝坡沉降和水平位移的协同发展趋势。在库区岸坡监测方面,围绕水库周边的高陡岸坡和潜在滑坡体布设北斗监测网络,结合雨量计和渗压计,构建"位移加降雨加渗流"的耦合监测体系。当某区域位移速率突增时,系统自动触发分级预警,通过手机APP、短信、Web端多渠道同步推送。

数字孪生平台:从数据汇聚到智能决策

贵州水投黄家湾公司的实践提供了值得参考的样板。该项目搭建了数字孪生水利工程智慧管理平台,在13.2米宽、3米高的电子大屏上实时运行,动态呈现水库雨情水情、工情、机电设备运行等数据。平台在保障原有基层系统独立运行的基础上,整合多类业务数据,实现对全枢纽范围内的水情、水量、工情数据自动汇集存储、共享分发、预测预警,稳步实现"采集自动化、传输网络化、集成标准化、管控一体化、决策智能化"的智慧水利建设目标。

截至2026年6月,该平台已通过省级项目验收,累计拦蓄洪量6232万立方米,最高削峰率达89%,有效降低下游河道行洪风险。项目研发形成的"水利工程及流域一体化管控数据产品"和"水利预演预案模型"两项成果在贵州省数据流通交易平台登记确权,有效盘活了水利数据资源价值。

三道防线构建防汛预警闭环

当前水库安全监测体系的建设重点,是构建雨水情监测预报"三道防线"。第一道防线是流域尺度的气象水文监测,通过卫星遥感、雷达测雨和地面雨量站组成的立体监测网,实现对流域降雨的实时掌握和短临预报。第二道防线是入库流量监测和洪水预报,通过水文站网和流量自动监测设备,实时采集入库流量数据,结合水文模型进行洪水演进预报。第三道防线是工程本体安全监测,通过北斗变形监测、渗压渗流监测、应力应变监测等手段,实时掌握坝体结构性态。

三道防线的数据汇聚到统一的数字孪生平台后,系统可以进行多源数据耦合分析——当降雨量持续增大、入库流量快速上涨、坝体位移出现加速趋势时,平台自动研判风险等级,生成调度方案建议。这种"预报、预警、预演、预案"的四预功能闭环,使水库调度从"经验决策"转向"数据决策",从"事后应对"转向"事前预防"。

汛期安全监测升级的务实路径

对于正在进行安全监测升级的水库管理单位,建议采取分步实施策略。首先,优先补齐坝体关键部位的变形监测和渗流监测设备,确保核心风险点全覆盖。其次,搭建统一数据平台,将现有的水情、工情、气象等数据接入,消除数据孤岛。再次,在平台基础上逐步引入洪水预报模型和大坝安全评价模型,实现智能研判。天玑科技在水利安全监测领域的实践中,强调"监测先行、平台统一、智能递进"的建设思路——先解决"看得到"的问题,再解决"看得懂"的问题,最终实现"管得住"的目标。

没有了！

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