一、方案背景
随着国民经济的迅猛发展，水利工程在国民经济中所起的作用越来越大，防汛更是直接影响国民经济发展的一个重要方面。几十年来，水利部门始终把防汛抗旱作为头等大事，根据去年汛后的防汛工作，深入做一些分析，结合今年的疫情情况我们进一步地反思，有几个方面影响特别大：一是超标洪水，就是现有的水工程防不住的洪水；二是水库，就是因为工作不到位造成失事；三是山洪灾害。这三个方面，一个是防起来特别难，更重要的是有可能造成重大的伤亡。
据国家水利部门最新统计，我国的水库现在一共有98000余座，其中有94000多座是小型水库，这里有一部分还存在病险，这些水库当中的病险水库不能按照原来的设计能力来防洪和挡水，起到原来应有的作用。智慧水库水位库容监测系统解决方案基于物联网、大数据等技术，通过构建水库中心计算机监控系统，通过对水库中水位、流量及雨量等库容信息的自动监控并将采集的信息上传至监控中心，监测中心通过数字与图像的双重判断，避免对现场的误判，另一方面监控中心平台通过实时显示现场水库的基本情况，并对数据进行分析处理。
二、系统组成
智慧水库水位库容监测系统基于开放式网络架构，整体分为四层架构，依次为末端设备层、网络传输层、系统应用层和终端策略层。利用物联网、智能等技术，对水库的库容信息实时在线管理，视频监控设备用于上传监测站的图像，管理人员可通过大屏即可查看水库的相关情况。
远端设备层：作为智慧水库水位监控系统的核心载体，通过数据通信采集设备对水库的水位、流量、流速、雨量、泥沙、水库水质等水文数据进行远程数据采集，将实时数据上报至管理平台。
网络传输层：由专用DTU与电信公网组成，主要的功能是实时读取处理各类传感器的数据，并通过4/5G、NB-IoT或北斗卫星等方式发送至系统平台。
系统应用层：云端综合数据处理平台通过对水位、流量等数据分析，计算出水库的容量值，便于管理员及时掌握水库的承受情况。
终端策略层：通过以上三层架构对数据的分析传送，策略层可实时登录监测平台查看水位、雨情、视频监控、水质、数据统计及分析等信息。
三、系统功能
加强水库水情在线监测系统的运行管理和维护，可以更好地发挥此系统在水库的水资源调度和防洪的作用，同时为水库决策人员准确、科学地进行调度提供依据。
流量实时监测：实时显示各水库测点的最新水位、当前降雨量、累计降雨量和现场视频等，实时展现水位、降雨量动态曲线。
远程视频监控：多个通道实时视频监控、录像，可定时更新监测数据和现场视频照片。
监管预警系统：通过AI大数据结合系统数据进行分析，当水库水位出现异常水位时，系统通过弹出提示框、发出报警音、向管理员发送报警短息等。
数据研判分析：通过对系统中基础的数据进行整理分析，直接生成各类相关性分析图表。
四、系统特点
●一体式立杆设计，可实现前端站点的快速调试与部署。
●采用多种终端进行多种监测，测量精度高，抗干扰能力强。
●采用无线传输方式，突破地域限制，适应性强。
●基于自主研发的无线RTU产品，可远程对设备进行调试维护。
●基于B/S架构的系统平台，可快速方便地对系统进行访问。
●专属客户端支持用户随时随地查看当前设备状态。
●采用防雷、防雨、防潮、输入信号隔离等多项措施，确保设备安全、性能稳定可靠。
●兼容性强，兼容各种类型的水位、雨量、位移等计量仪表或传感器。
●超低功耗，核心设备选用2G/3G/4G低功耗测控终端，平均工作电流仅10mA，大大降低太阳能供电设备成本和施工难度。
五、系统意义
水库水位库容监测系统解决方案可以有效对水库进行全天候实时监测，实时掌握水库水流情况，如有预警险情，第一时间采取应对措施，同时可以利用水库大数据、气象数据对汛期水库水位进行预测，提前做好相关部署，对当地水库水位监测防洪减灾工作的有序进行具有重大的意义。
