水库大坝安全监测技术方案详解：构建数字化水利防线与预警能力

展开文章目录

文章目录

1. 监测目标与系统功能
2. 系统组成与监测内容

2.1 大坝安全监测
2.2 水文监测
2.3 辅助监测

3. 典型设备配置清单
4. 应用成效与优势

水库大坝作为重要的水利工程设施，是防洪调蓄、农业灌溉和城市供水的重要保障。然而，随着气候变化带来的极端天气增多，以及部分水库设备老化、监测手段落后等问题暴露，水库大坝的结构安全、水文运行和渗漏情况日益成为水利管理的难点与风险源。

为此，基于现代传感器技术、物联网通讯、数据分析与智能预警能力构建的水库大坝安全监测系统，正逐步成为“智慧水利”“数字水利”体系的核心组成。这一系统通过部署多类型感知设备和集成数据平台，实现对大坝稳定性、渗压状态、水位流速、降雨过程等关键变量的连续监测和智能化预警，为防汛减灾提供精准、实时的科学依据。

1. 监测目标与系统功能

水库大坝监测系统主要围绕三个核心目标开展工作：

结构安全监测：实时掌握坝体形变、位移、裂缝扩展、渗流通道发展等信息，预判潜在失稳风险。
水文环境监测：监测库区及上下游水位、降雨量、入流/出流/渗流等水动力变化，评估水库运行状态。
辅助监控与预警联动：通过视频巡查、广播预警和数据上传，增强应急响应效率与信息传达能力。

2. 系统组成与监测内容

水库大坝监测系统采用模块化架构，依据实际地形结构与运维需求进行分层配置，涵盖以下关键子系统与监测任务：

2.1 大坝安全监测

水平与垂直位移监测：使用 GNSS 高精度监测站实时捕捉坝体整体位移趋势，判断结构稳定性；
深层水位与渗压监测：部署静力水准仪与导电式水位传感器，跟踪内部孔隙水压力变化，识别异常渗流；
裂缝宽度变化监测：通过拉线式位移计，实时感知坝体或闸门结构中微小裂缝扩展；
渗漏速率监测：结合投入式水位计监测坝体基底或两侧渗流强度，评估渗透稳定性；

2.2 水文监测

上下游水位：布设雷达水位计，监控库区进出水位变化，保障调度安全；
降雨量与雨量强度：安装雨量计获取实时降雨数据，为短时暴雨或山洪提供决策参考；
入流/出流/渗流流量：采用雷达流量计或明渠流量计，实现对水量进出过程的连续跟踪；

2.3 辅助监测

视频监控：部署高清 4G 摄像头，对大坝表面、泄洪道、溢洪口等关键部位进行全天候可视化巡查；
气象参数监测：配套温湿度、风速风向等气象仪器，为模型分析与应急调度提供辅助输入；
预警广播：设置户外防水广播喇叭，在异常事件或调度指令发布时可迅速传达信息；
平台联动上传：监测数据通过有线或 4G/5G 无线网络上传至中心平台，实现统一分析与远程运维；

3. 典型设备配置清单

监测对象	监测内容	监测系统/站点	配套传感设备
大坝结构安全	水平位移	一体化 GNSS 监测站	GNSS 接收机
	垂直变形	一体化 GNSS 监测站	GNSS 接收机
	深层水位变化	一体化渗压监测系统	静力水准仪、导电式水位传感器
	裂缝扩展宽度	裂缝监测一体机	拉线式位移传感器
	渗流速率	地下水位监测站	投入式水位计
水文状态监测	上/下游水位	水位监测站	雷达水位计
	降雨量	雨量监测站	雨量计
	入流/出流/渗流流量	流量监测站	雷达流量计、明渠流量计
辅助监测	视频监控	视频监测站	4G 高清摄像头
	气象环境	气象监测站	温湿度、风速、风向等多参数传感器
	语音预警广播	户外广播系统	4G 广播扬声器/喇叭