小型水庫雨水情測報和安全監測設施實施方案

水庫，一般的解釋為“攔洪蓄水和調節水流的水利工程建筑物，可以利用來灌溉、發電、防洪和養魚。”它是指在山溝或河流的狹口處建造攔河壩形成的人工湖泊。水庫建成后，可起防洪、蓄水灌溉、供水、發電、養魚等作用。有時天然湖泊也稱為水庫（天然水庫）。水庫規模通常按庫容大小劃分，分為小型、中型、大型等。

中國大陸地貌自西向東呈三個巨大地貌臺級逐級急劇降低，目前我國已經基本建成了江河防洪、城鄉供水、農田灌溉等水利基礎設施體系，為全面建成小康社會提供了堅實的支撐，主要體現在三個方面。第一，基本建成了流域防洪工程體系，大江大河干流基本具備了防御新中國成立以來發生最大洪水的能力。截至目前，全國已經建成了98000多座水庫，總庫容8983億立方米。修建的各類河流堤防43萬公里，開辟了98處國家蓄滯洪區，總容積達到了1067億立方米。第二，經濟社會用水保障能力和水平得到大幅度提升。相繼建成了南水北調東線、中線一期工程和其他一大批跨流域、跨區域調水工程，全國水資源配置和城鄉供水體系逐步得到完善?，F在年供水能力達到了8500億立方米，城市多水源的供水保障體系日漸完善，農村自來水普及率由“十三五”初期的76%提高到現在的83%。第三，生態系統保護治理成效顯著。實施了黃河中上游、長江上中游、京津風沙源、東北黑土區、西南巖溶地區石漠化等國家水土流失重點防治工程，大規模推進坡耕地整治和清潔小流域治理，水土流失強度明顯減輕，嚴重的水土流失狀況得到有效遏制。

我國水庫大多修建于上世紀六、七十年代，水庫設計標準低、配套監測設施不完善，缺乏主要的監測設施。長期以來，小型水庫由于缺乏管理機構、管理人員和維修養護經費，原有的雨水情測報和安全監測設施得不到及時維護，大多數設施老化損毀嚴重，雨水情測報和安全監測工作無法正常開展，雨水情和安全監測數據不能及時收集、上報，對有問題的數據不能進行必要的比測、選測、復測，并對數據進行相應的分析，校對數據的可靠性及其變化規律。特別是高 水位運行時，不能及時發現問題或者對異常規律不能及時上報，導致管理部門難以實時了解大壩安全運行狀況，大多數小型水庫缺乏完善的雨水情測報和安全監測設施。監測站網和安全監測設施布設密度嚴重不足，基礎設施建設標準低且不統一，監測儀器選型不合適，設備陳舊老化，埋設安裝不規范，監測手段落后，測洪能力低下，難以及時準確地掌握庫區雨水情變化及大壩安全情況，雨水情和安全監測信息采集尚未形成體系，水位監測及滲流壓力監測仍以人工監測為主，監測信息不能自動接收且標準不統一，基礎性信息也存在采集不規范、覆蓋不全等問題。小型水庫點多面廣、地處偏遠，雨水情測報和監測設施通訊協議數據編碼標準不統一，數據處理方式不同，缺乏省市縣監測平臺，導致信息不能共享。

因些，針對對水庫的智慧監測管理系統應運而生。

水庫大壩智能安全監測預警系統主要運用北斗高精度衛星定位系統GNSS、壩體深部位移傾斜監測技術、壩體內部滲流滲壓監測技術、庫區水位水流監測技術等，結合雨量監測等環境監測設備，在壩體表面和壩體深部設立監測站，全天候實時采集水庫壩體的位移、沉降、傾斜、浸潤線、庫區水位等各類監測數據，通過設置相應報警閾值，與分級自動發送信息報警等綜合手段，對水庫大壩進行全天候自動化監測預警。水庫自動化監測系統適用于水利管理部門遠程監測水庫的水位、降雨量等實時數據，同時支持遠程圖像監控，為保障水庫的適度蓄水和安全度汛提供了準確、及時的現場信息。
      深圳市圣凱安科技有限公司水庫自動化監測系統做到了水庫水雨情的實時監測、實現了水庫的信息化管理，在保護人民生命、財產安全方面發揮了重大作用。

建設標準

根據水利部頒布的《水文站網規劃技術導則》SL34 及《水位觀測標準》（GB/T50138-2010）、《降水量觀測規范》SL21-2015 的規定，結合本項目監測需求與特點，小型水庫庫水位、雨量監測需符合22如下要求：

（1）設置 1 組人工觀測水尺和 1 個自動監測站點，滿足人工觀測和比測校核要求；

（2）水位量程應高于壩頂高程、低于水庫死水位 0.5m。

（3）人工觀測水尺一般沿大壩上游壩面布設，相鄰兩只水尺的觀測范圍需有 0.1～0.2m 的重合，當風浪較大時，重合部分可適當放大至 0.4m。有條件的可在入水的直立式永久建筑物上設立水尺牌。

（4）本著經濟實用原則，按照各水庫場地條件，庫水位自動監測設施優先選用雷達或氣泡壓力式設備監測水位，水庫具有自記井平臺條件下可采用浮子式水位計。

（5）水位自動監測設施宜設置在上游壩坡壩面、岸坡穩固處或其他永久建筑物上，能準確、靈敏反映水庫的庫容變化，且滿足水面平穩、風浪或泄流影響小、便于安裝和觀測要求。

（6）為便于管理，充分實現設備資源使用最大化，壩上遙測雨量站宜設立于水位計臺頂端，與水位計實現北斗、RTU 及附屬設施共享。

（7）雨量計為翻斗式分辨率為 0.5mm，遙測終端機可靠性指標MTBF 應不低于 25000 小時。

設施設計

（1）直立式水尺

直立水尺由水尺板、水尺樁和水尺樁基礎等部分組成。水尺樁采用鍍鋅鋼管，水尺樁設置應與水面垂直，并高于壩頂高程 0.5m，低于水庫死水位 0.5m；同一組水尺應設置在同一斷面線上，相鄰兩支水尺的觀測范圍應有 0.2m 的重合。

（2）雷達式水位計安裝平臺

雷達式式水位計安裝平臺由鋼管支架及基礎兩部分組成，鋼管支架由立支架、橫支架、轉動軸套等組成。具體采用的形式可參照圖 1-1～圖 1-3，各形式尺寸依據現場情況而定。

圖 1-1 雷達水位計平臺形式

圖 1-2 雷達水位計平臺形式 II—支架

圖 1-3 雷達水位計平臺形式 II—附屬設施立桿

（3）氣泡壓力式水位計安裝平臺

氣泡壓力式水位計設施由儀器安置平臺、通氣管、遙測終端機、附屬裝置組成。儀器安置平臺：用于安裝儀器設備，以滿足儀器設備的使用要求，布置于防洪水位以上臨河的位置。具體布設形式可參照下圖：

圖 1-4 氣泡壓力式水位計平臺示意圖

設備功能和技術指標

（1）雷達水位計 

1）傳感器

量程：不小于 30ｍ；

模擬信號輸出：4--20mA；

數字信號輸出：RS—485；

分辨率：1cm（全量程）；

精度：±1cm；

工作溫度：-20℃～60℃；

電源：9.6VDC～28VDC。

2）數據采集終端（遙測終端機 RTU，壩上雨量、水位及視頻圖

像共用）

①功能 

可外接增量式（翻斗式）雨量傳感器、浮子式水位計、雷達水位

計、視頻圖像等傳感器；

可按照 RS485，SD-12，BCD 碼、二進制碼、格雷碼格式接收信

息，具有 4 個外接串行端口；

可實現 GSM、GPRS、北斗方式的發送和接收傳輸功能；

具有定時自檢發送功能；

支持休眠喚醒工作方式，達到降低測站功耗；

具有死機自動復位功能；

具有站址設定的功能；

具有發送前導時間設定；

具有存貯轉發功能；

能夠通過軟件設置（包括遠程設置）數據傳輸體制、數據報送頻次等；

具有掉電數據保護功能；

能存儲一年的原始水情數據，RTU 固態存儲器，容量不小于 4MB；支持 Micro SD(即 TF 卡)/Micro SDHC/Micro SDXC 卡擴充，存儲視頻/圖像數據。

具有實時時鐘校準功能，每天定時接收分中心實時時鐘廣播，并自動進行時鐘校準；

具有數據人工置入和直觀現場顯示功能。以便在特殊情況下采用。

采用“人工置數”可將人工測量參數通過人工置數方式發送給省中心、分中心；可設置參數：現場設置本站站號、水位基值、雨量初值參數。同時顯示這些參數及蓄電池當前容量、日期和時間等；

為有效的防止雷電的破壞及外部電磁信號的影響，報汛站數據采集終端設備 RTU 的所有外部接口應具有光電隔離能力；

具有硬件或軟件“調試開關”。當設備在安裝調試或維護維修時，

把“調試開關”置在“調試”位置，此時隨機輸入的數據應以“調試置數”的報文格式發出，以便水文實驗站區別處理，避免干擾數據庫。

②技術指標 

供電方式：蓄電池向設備供電，太陽能電池板浮充供電；

值守功耗：小于等于 2mA（電池電壓 12V 時）；

設備平均無故障工作時間：MTBF＞25000 小時；

工作溫度：-20℃～＋50℃；

外部接口光電隔離。

3）蓄電池及太陽能供電系統（與視頻圖像監視設施共用）

①蓄電池

蓄電池采用鉛酸性可充蓄電池，技術指標為：電壓：12V

容量：120AH、150Ah（配北斗站點）免維護蓄電池 1 組，需保

證采用蓄電池組和太陽能電池板在連續陰雨 7 天內正常供電。

②太陽能電池板

太陽能電池板采用硅太陽電池組件，其技術指標為：

最大工作電壓：17V

開路電壓：21V

最大輸出電流：2.43A

短路電流：2.9A

③充電保護器

額定電壓：12/24V

最大充電電流：6A /12A

最終充電電壓：13.7V

最大自消耗電流：4mA /7mA

過放保護值：11.1V(SOC=30%)

過放恢復值：12.6V(SOC=30%)

環境溫度：－20℃～＋50℃。

（2）氣泡式水位計

1）主要技術參數：

量程：15m/20m/30m(80m 可選)；

供電電壓：DC9.6～25V；

分辨力：1mm；

測量精度：±0.05%/FS(根據量程的變化有所不同)；

測量間隔：1～60min 可任意設設置；

溫度：工作溫度（-20～+65℃）；儲存溫度（-40～+80℃）；

濕度：95%RH；

通訊輸出：RS485 或 RS232 或 SDI-12 接口，標準 MODBUS-RTU 和 SDI-12 協議；

功耗：待機＜1.0mA、休眠＜0.8mA；

密度設置：0.001-2.000 可任意選擇（默認為 1.000）；

傳感器特性：極限承受壓力位 1.5 倍量程；

防護等級：IP54；

使用壽命：大于 100 萬次采集；

氣管性能：工作溫度-35～125℃，使用壽命大于 10a。

2）配置：包括數據遠傳終端（含 RTU）、通信設備（4G 模塊）以及太陽能供電系統。

具體參數可參考雷達水位計。

（3）翻斗式雨量計

承雨口徑：200＋0.6mm；

分辨率：0.5mm；

雨強范圍：0.01～4mm/min (允許通過最大雨強 8mm/min) ；

測量精度：≤±4％；

工作環境：溫度：-10～＋50℃，空氣相對濕度不限；

誤碼率：小于 10--4 ；

可靠性指標：MTBF ≥25000 小時。

傳感器的輸出特性為增量輸出，即接點通斷信號輸出，要求接點允許承受的最大電壓不小于 12V，允許通過電流不小于 50MA，輸出端絕緣電阻不小于 10MΩ，接觸電阻不大于 10Ω，接點工作壽命應在 5 萬次以上。

（4）北斗衛星終端

外接直流電源電壓：9V～36V；

有標校地區≤20 米（1σ），無標校地區≤100 米（1σ）；

等效全向輻射功率：EIRP≤19dBw；

捕獲時間：≤2s。

信息傳輸

遙測站點的自動監測數據應按照 DB41/T 1920-2019《水文自動

監測數據傳輸規約》的要求執行，確保數據滿足省水情數據中心自動

監測數據處理要求。

數據傳輸流向 

按照 DB41/T 1920-2019《水文自動監測數據傳輸規約》的規定

小型水庫水文監測預警系統所建設遙測站點的雨水情自動監測數據

由遙測站發出，統一傳輸至省水情中心，經處理后寫系統數據庫，由

小型水庫監測預警系通過短信、手機 APP、網頁等形式實現省、市、

縣級政府、水庫管理單位、村組負責人信息共享。

數據采集和傳輸要求

小型水庫水文監測預警系統選用的雨量、水位傳感器、RTU 以及信息傳輸與接收必須符合 DB41/T 1920-2019《水文自動監測數據傳輸規約》（以下簡稱“規約”）。智能傳感器與遙測終端設備之間的接口及數據通信協議應符合數據采集通信規約；遙測站與中心站之

間的數據傳輸應符合報文傳輸規約。

視頻圖像

1.系統設計

布設原則

（1）視頻圖像監視點宜設置在大壩、溢洪道、放水涵等位置，

重點監視大壩全貌，兼顧水尺、溢洪道進（出）口。

（2）?。?）型水庫設置不少于 2 個視頻圖像監視點；?。?）型水庫應設置不少于 1 個視頻圖像監視點，壩長超過 500m 的根據需要增加監視點。

（3）設置在壩頂的視頻圖像監視點應與雨水情測報設施聯合設置、統一建站、集中供電，形成一體化遙測站。其他視頻圖像監視點可獨立設置。

一般要求

（1）攝像頭應安裝在視野開闊、光線充足的位置，離地面高度不小于 3 米，應具有防水、防塵、防盜等措施。

（2）攝像頭首選高清球機。應具備夜視、變焦、旋轉、定時圖片拍攝、異常抓拍、圖像數據自動上報、存儲、低功耗監測、多用戶并發請求、遠程視頻圖像播放和回放等功能。

（3）攝像頭通過云臺和變焦應能監視水庫全景，白天清晰觀測范圍不小于 500 米，夜間清晰觀測范圍不小于 50 米。

（4）攝像頭應實現自動連續循環存儲，視頻圖像存儲時間不少于 3 天，圖片存儲不少于 15 天；支持入侵捕捉預警。

（5）支持雙碼流技術，同時滿足本地和遠程傳輸兩種不同帶寬32碼流的需求。

2.系統配置

攝像頭主要技術參數指標：

?≥200 萬像素；具備夜視功能且視距不小于 50m

?≥23 倍光學變焦，16 倍數碼變焦，自動聚焦

?支持預置位拍攝功能，圖像分辨率不低于 1920×1080 像素

?支持 H.265，H.264、MPG 等視頻格式，支持遠程監控☆內置RJ45網口，支持 10M/100M 網絡數據

?支持最大 128G 的 MicroSD/SDHC/SDXC 卡存儲

?支持 SDK、ONVIF、CGI、PSIA、GB/T28181 協議接入

?攝像頭云臺支持范圍：水平 360°；垂直-15°～90°；支持自動翻轉

?建議支持霧透功能，避免水庫早晚及霧天，能見距離短的問題，建議支持光學寬動態 120dB，根據環境亮度自動切換，滿足高反差場景監控需求，消除水庫水面漫反射

?具有防雷、防浪涌以及 IP67 防護等級。

?考慮以縣區為單位布設 NVR，用于視頻圖像的存儲。

安全監測

1.滲流量監測

 建設標準

存在滲漏明流的?。?/span>1）型水庫和壩高 15m 以上的?。?）型水庫應設置 1 個滲流量監測點，必要時可增加監測點。一般要求如下：

（1）根據工程規模和分區條件等，確定監測點數量和位置；同時，根據滲流量大小和匯集排水條件確定監測方式，滲流量不超過 1L/s 的可采用容積法監測；滲流量 1～300L/s 的可采用量水堰法，其中滲流量 1～70L/s 的可采用直角三角堰，70～300L/s 的可采用梯形堰或矩形堰，其他情況根據需要采用相應的方式。

（2）對壩體、壩基、繞滲及導滲（含減壓井和減壓溝）的滲流量，應分區、分段進行監測。

（3）當下游有滲漏水出逸時，應在下游壩趾附近設導滲溝（可分區、分段設置），在導滲溝出口或排水溝內設量水堰測其出逸（明流）流量。

2.設施設計

（1）量水堰

量水堰應設在排水溝的直線段上，堰槽段應采用矩形斷面，其長度應大于堰上水頭的 7 倍，且總長不得小于 2m（堰板上、下游的堰槽長度分別不得小于 1.5m 或 0.5m）。堰槽兩側應平行和鉛直。堰板應與水流方向垂直，并需直立，水尺或堰上水位計的位置應在堰板上游 3～5 倍堰上水頭處。兩側墻應平行，局部的間距誤差不得大于±10mm。

（2）堰板

堰板宜采用不銹鋼板制作，過水堰口下游邊緣應呈 45°。堰板應為平面，局部不平處不得大于±3mm。堰口的局部不平處不得大于±1mm。堰板頂部應水平，兩側高差不得大于堰寬的 1/500。

堰板和側墻應鉛直。傾斜度不得大于 1/20。側墻局部不平處不得大于±5mm。堰板應與側墻垂直，誤差不得大于 30"。量水堰結構安裝示意圖詳見下圖：

設備技術指標

（1）堰板

采用不銹鋼板制作。

（2）水尺

采用市售搪瓷水尺。

（3）量水堰計

測量范圍：0～800mm

系統測量最小值：≤0.2mm

測量精度：±0.1%F·S

絕緣電阻：≥50Ω。

滲流壓力監測

1.建設標準 

?。?/span>1）型水庫大壩應設置 1～2 個滲流壓力監測橫斷面，一般設35置在最大壩高和滲流隱患壩段，壩長超過 500m 或壩軸線變化大的可根據需要增加監測橫斷面，對壩高 15m 以上存在明顯繞壩滲漏的，根據需要設置繞壩滲流壓力監測點。

?。?/span>2）型水庫壩高 15m 以上的設置 1 個監測橫斷面，壩高 15m以下的根據需要設置。

滲流壓力監測點布置要求如下：

（1）土石壩每個監測橫斷面宜設置 2~3 個監測點，一般設置在壩頂上下游測或心（斜）墻上下游側、壩腳（或排水體）前緣，必要時在下游壩坡增設 1 個監測點；下游水位或近壩地下水位監測點根據需要設置；存在明顯繞壩滲漏的，根據需要設置繞壩滲流壓力監測點。

（2）重力壩及拱壩根據廊道、帷幕和滲流情況設置揚壓力監測點。

（3）滲流壓力監測優先考慮采用在測壓管中安裝滲壓計的方式進行監測。滲壓計推薦使用振弦式滲壓計。在測壓管與滲壓計滲流壓力比測時，可采用測深鐘、電測水位計觀測測壓管水位。

2.設施設計 

（1）測壓管

測管由透水段和導管組成，均采用外徑 DN50mm 壁厚≥3mm 的鍍鋅鋼管，其中花管段開孔面積應不小于管表面積的 20％（孔眼形狀不限，但須排列均勻和內壁無毛刺)。在花管段外裹 2～3 層非針剌型無紡土工布，（或麻布）纏緊后，同時花管底部也用工業過濾網和無紡土工布封口，并用鐵絲綁牢,以防止土顆粒進入的管內，同時應確?？刂七^濾段的防滲系數大于 10-3cm/s。測壓管結構見下圖：

測壓管結構示意圖

（2）測壓管鉆孔

孔徑：終孔孔徑不得小于 110 毫米。不允許泥漿護壁，應測量記錄初見水位及穩定水位。

（3）測壓管安裝

終孔驗收合格的鉆孔，在安裝觀測設備前，應將鉆孔內的巖芯和沉淀物撈凈（鉆孔沉淀物小于 10cm）后對鉆孔進行沖洗，并在孔底墊 25cm 厚的礫石反濾料，透水段與孔壁之間用反濾料填滿。管口應高于底面，并加裝保護裝置，防止外水進入和人為破壞。測壓管安裝埋設示意圖見下圖：

測壓管安裝埋設示意圖

（4）滲壓計

滲流壓力監測采用在測壓管中安裝滲壓計進行觀測，滲壓計采用振弦式儀器。測壓管內安裝采用不銹鋼絲繩懸吊滲壓計，將其放至管內設計高程，在管口固定鋼絲繩，管口應留有通氣孔。

3.設備技術指標 

（1）測壓管

采用外徑 DN50mm 壁厚≥3mm 的鍍鋅鋼管制作。

（2）滲壓計

振弦式；量程：0.2～0.7Mpa；靈敏度：≤0.035%F·S。

變形監測 

1.建設標準

（1）對壩高超過 15 米或下游影響較大的土石壩，壩高超過 50米或下游影響大的重力壩、拱壩，應設置表面變形監測設施。其他小型水庫，根據規范要求，結合工程實際和下游影響情況設置大壩變形監測設施。

（2）土石壩以表面垂直位移監測為主，重力壩、拱壩以表面水平位移監測為主，且宜在壩頂下游側設置 1 個變形監測縱斷面。必要時，土石壩可增設 1 個監測縱斷面。

（3）選擇基礎穩固的壩端或近壩便于觀測區域設置必要的工作基點和校核基點。

2.設施設計

（1）壩體及近壩岸坡表面監測點，其垂直位移與水平位移監測精度相對于臨近工作基點應不大于±3mm。

（2）表面垂直位移及水平位移監測，宜共用一個測墩。

（3）表面變形監測工作基點應布設在工程相對穩定位置，各類監測點應與壩體或岸坡牢固結合。工作基點和監測點均應建有可靠的保護設施。

（4）有條件的地區可在基本要求基礎上，探索采用新型有效的監測技術開展大壩變形和庫岸邊坡位移監測。

3.設備技術指標

（1）水準儀

電子水準儀，采用國內外知名品牌，測量中誤差不小于 0.5mm/38km。

（2）水準標點

不銹鋼標芯。

自動采集系統

1.監測點位選擇

根據安全監測測點布置的情況，小型水庫安全監測系統的點位不多，并且均需要進行長期遠程監測，因此，小型水庫的所有觀測儀器全部接入自動化采集系統中，包括振弦式儀器的頻模、溫度信號以及數字式儀器的全部監測數據。在接入系統前應對監測點位的監測數據進行人工校核工作，務必使接入自動化系統的監測儀器全部處于有效測量狀態。

2.總體功能

（1）監測功能

能夠以各種方式采集到本工程所包含的各類傳感器數據，并能夠對每支傳感器設置其警戒值。自動采集系統的運行方式：

1）應答式：由監控主機或數據采集工作站發出命令，測控單元接收命令、完成規定的測量，測量完畢將數據暫存，并根據命令要求將測量數據傳輸至省級信息化平臺。

2）自報式：由各臺測控單元自動按設定的時間和方式進行數據采集，并將所測數據暫存，同時傳送至云平臺。監測數據的自動采集方式應有：選點測量、巡回測量、定時檢測，

并可在采集單元上進行人工測讀。除了自動采集的數據自動入庫外，也應提供人工采集的各類監測數據和資料輸入功能，并能方便地入庫。

（2）顯示功能

顯示建筑物及監測系統的總貌、監測布置圖、過程曲線、監測數據分布圖等。

（3）操作功能

在監控主機或工作站上可實現監視操作、輸入/輸出、顯示打印、報告現有測值狀態、調用歷史數據；修改系統配置、系統測試、系統維護等。

（4）數據通信功能

能夠實現測控單元之間或測控單元與各級管理部門數據采集工作站之間的數據通信。

（5）綜合信息管理功能

能夠從事在線監測、數據庫管理、監測數據處理、圖表制作、圖文資料管理等工作。

（6）綜合評判與信息發布功能

能夠對建筑物性態進行離線分析，能對異常數據進行報警，并對各建筑物的監測數據和分析結果進行發布。

（7）系統自檢和報警功能

系統具有自檢功能，能在管理主機上顯示故障部位及類型，為及時維修提供方便；系統在發生故障時，能以屏幕文字或聲音方式示警。建筑物結構發生異常時可以發出相應的報警信息。

（8）遠程操作

對某些權限用戶，可在遠程實現上述功能。

（9）網絡瀏覽功能

按照管理部門的要求，將相關監測數據發布到管理部門指定的站點，并在權限許可的前提下瀏覽訪問本系統有關的實時監測數據和圖表。

3.傳輸方式與測點編碼

傳輸方式：系統采用分層分布式結構，數據采集設備與前端監測儀器采用專用電纜連接，中心站與數據采集設備采用 GPRS 網絡連接，大壩安全監測信息測站傳至信息化系統。

測點編碼：水庫大壩安全監測系統測點編碼目前沒有標準及相應規范，為了保證其測點編碼的唯一性，應參照水文測站代碼編制導則進行統一編碼，水庫大壩安全監測信息采集方式和數據格式必須符合工情數據規范要求。

4.系統配置

每個自動安全監測站根據實現自動監測的監測點位數量進行自動采集系統配置，考慮埋入式儀器無法補埋，本次不單獨考慮冗余通道的配置。接入自動化采集系統的儀器設備數據類型為振弦式儀器，主要為滲壓計。

設備接口主要為 4 芯模擬量電纜和 RS485。采集設備選擇市場主流品牌并具有滿足 TCP/IP 協議接口的設備，能夠接入本項目所有監測儀器。采集設備自帶蓄電池，可滿足市電斷電條件下采集工作不中斷，并內置數據采集傳輸模塊，支持全網通/3G/4G/5G 通訊模式。

5.通信網絡

通信網絡應支持“一點多傳”，即將同一個采集設備的監測數據同時發往縣、市水利局和省水利廳。采用 3G/4G/5G、北斗衛星等公41共通信網絡進行數據傳輸。

6.采集軟件

數據自動采集系統軟件的具體要求如下：

（1）數據自動采集系統軟件應適合于數據采集網絡運行, 并具有成熟的運行經驗。

（2）能與上一級管理計算機和監測站進行網絡通信，并接收管理計算機的命令向監測站數據自動采集裝置轉發指令。

（3）應具有可視化用戶界面，能方便地修改系統設置、設備參數及運行方式；能根據實測數據反映的狀態進行修改、選擇監測的頻次和監測對象。

（4）具有對采集數據庫進行管理的功能。

（5）具有畫面、報表的編輯功能。

（6）具有系統自檢、自診斷功能，并實時打印自檢、自診斷結果及運行中的異常情況，作為硬拷貝文檔。

（7）應能提供遠程通訊、輔助維護服務支持。

（8）具有超限等自動報警功能。

（9）具有運行日志、故障日志紀錄功能。

（10）應支持無線采集方式（包括 4G 或 3G 網絡）。

5.設備選型

安全監測儀器選型原則

（1）儀器設備必須具備耐久性、穩定性、適應性，滿足量程和精度要求，儀器設備種類盡可能少；盡可能選用能實施自動化監測并與常用的數據采集裝置兼容的產品。

（2）根據各部位監測儀器的工作環境，選擇技術成熟，經較長時期工程考驗，性能穩定的產品。

監測平臺

1.總體設計

總體架構

全省小型水庫雨水情測報和安全監測設施監測平臺建設將采用高新技術手段，依托機制創新，整合接入小型水庫前端監測感知信息，對全省小型水庫管理提供智能化的支持，監測平臺接入相關已建水文、安全監測等信息采集系統，并通過數據交換系統實現與外部門數據對接，管理系統包含 WEB 端、移動 APP 端，實現全省小型水庫的現代化管理。系統建設總體架構如下圖所示：

總體架構圖

水安全保障信息化總體架構圖

邏輯框架 

在資源共享、避免重復建設的原則下，結合小型水庫雨水情測報和安全監測設施監測平臺建設需要，本次系統邏輯架構共包含 6層，即基礎設施層面的采集傳輸層、網絡通信層；應用支撐層面的數據資源層、應用支撐層；應用系統平臺以及用戶層等。

小型水庫雨水情測報和安全監測設施監測平臺在充分利用水文等相關部門信息資源的基礎上構建，其采集傳輸層依托各部門已建和新建采集體系，并通過其數據共享服務在應用支撐層進行數據共享。系統邏輯框架圖如下圖：

（1）采集傳輸層

通過省水利廳及各地市水文、水庫管理部門已建的監測站點，實現雨水情、大壩安全監測、視頻監控等信息的采集，系統全方位整合與接入各類已建小型水庫基礎數據信息。

（2）網絡通信層

網絡通信層提供將水利廳現有的監測數據通過已建的電子政務外網上傳匯集的網絡環境，不需要新建網絡傳輸設施。

（3）數據資源層

數據資源層是系統中所有數據信息存儲與管理的邏輯表現，實現對各類數據資源的統一存儲、統一管理，以構成業務應用層的數據資源支撐環境，在充分利用現有水利廳基礎信息采集數據庫的基礎上，結合本次系統建設實際需要，建設全省小型水庫雨水情測報和安全監

測設施監測平臺的基礎數據庫、業務數據庫、監測數據庫、空間數據庫和非結構化數據庫。

（4）應用支撐層

應用支撐層是一個承上啟下的開放性基礎平臺。應用支撐層利用各種通用性平臺實現不同基礎設施層與應用層之間的互通，在全省“水利一張圖”基礎服務體系的基礎上，根據本次系統建設需要，定制開發監測平臺地圖服務。

（5）業務應用層

基于全省水利一張圖、數據交換共享平臺，構建全省小型水庫雨水情測報和大壩安全監測設施監測平臺，并實現系統平臺與現有水利廳相關系統的整合與數據互通。

（6）用戶層

監測平臺的用戶主要有兩類，涵蓋各級相關水行政主管部門、水庫業務管理單位等用戶。

（7）安全及運維體系

安全體系為應用支撐平臺和業務應用系統提供統一的信息安全服務，包括網絡信任服務系統、基本安全防護系統和故障恢復等。運維管理體系為系統建設提供科學有效的融合組織、制度、流程、技術的 IT 運維管理體系。

（8）標準規范體系

標準規范體系是系統設計、建設和運行的相關技術標準，為系統平臺建設提供標準、規范的理論與實踐指導。

網絡架構

小型水庫雨水情測報和大壩安全監測設施監測平臺 WEB 端依托于河南省政務專有云建設，移動 APP 依托河南省政務公共云建設，與省廳已建業務系統通過數據交換共享平臺進行數據交換共享，與國家監測平臺通過電子政務外網進行數據上報，與縣、市級等相關業務部門之間通過電子政務外網進行數據交換，網路架構如下圖：

雨水情監測站點數據和大壩安全監測數據通過 4G、北斗衛星等信方式將數據傳輸政務云平臺，整編后入庫。監測信息傳輸具備一站多發功能，水庫現場監測信息能夠向各級監測系統和平臺發送。視頻監控數據通過部署于市縣級的 NVR 進行現場實時視頻、圖片的獲取，通信方式主要為 4G 或水利信息網。

應用與功能架構

小型水庫雨水情測報和大壩安全監測設施監測平臺建設基于應用支撐服務，結合數據更新同步、人工錄入、統計報表等預處理，通過數據處理、界面表現等實現全省小型水庫雨水情測報和大壩安全監測設施監測平臺 WEB 端和移動 APP 端功能，應用架構如下圖：

功能架構如圖-1

功能架構如圖-2