一、
方案概述
我国现有各类水库84926，其中大型水库415座，中型水库2618座，小型水库81893座。这些水库大部分建于20世纪50-70年代，经过三四十年的管理运用，社会效益和经济效益都十分显著，为国民经济的持续、稳定发展作用了贡献。然而，大多数中小型水库建于六、七十年代，属“三边工程”，一方面大部分水库防洪标准低、工程质量差、淤积严重，有效库容萎缩，处于带病运行状态，另一方面不少水库已达到或超过设计服役年限，老化严重，水库工程潜在的安全隐患突出。水库安全度汛一直是我国防汛抗洪的难点和重点，中小型水库的安全度汛已成为当前全国防汛工作的一个薄弱环节，大部分水库缺少必要的水雨情测报及大坝安全监测等设施，检查手段落后，隐患很大。一旦发生局部暴雨洪水，极易引发溃坝事件，轻则造成财产损失，重则造成重大人员伤亡或毁灭性灾害，在这种情况下，水库大坝安全自动监测系统建设，实现水位、雨量、大坝的渗压、渗流、应变等实时监测和预警就是非常必要的，可以实时动态的掌握水库运行信息并进行预警，如果水库的监测数据发生异常，水利部门的有关人员可以及时掌握情况并采取措施进行应急处理。
二、系统组成
水库大坝安全自动化在线监测系统架构如下图所示，其主要由感知层、数据采集层、传输通信层、云平台及移动终端组成。
感知层：主要完成待监测物理量的信号转换，其由多种类型智能传感器构成，主要有应变传感器、压力传感器、倾斜传感器、力传感器等。
数据采集层：主要负责数据采集，将感知层转换后的电信号转换成数字信号，以方便数据远距离传输。
传输通信层：负责采集层与云平台之间通信及数据传输，数据传输方式主要有有线传输和无线传输。有线传输通过光纤、网线经网关将数据发送到云平台及云平台数据下发；无线传输主要通过2G/3G/4G/5G将数据传输到云平台及云平台数据下发。
应用层：负责数据信息化管理，如控制指令下发和数据接收、多传感器数据融合分析、结果展示、预警等。预警信息通过短信或邮件及时发送到相关管理人员，并提示后台及时对结构当前状态进行安全评估。
水库大坝安全自动化在线监测系统主要监测项目包括大坝表面及内部变形监测、渗流监测、压力监测、水文气象监测等。
三、系统功能
数据实时监测：实现在线监测的地图显示、查看，包括监测设备的快速查询显示、监测数据展示、报警情况显示及监测数据曲线图的实时展示，通过系统主界面的显示功能，可以查看设备的位置、运行状态，掌握其水库库坝体浸润线及坝体内孔隙水压力、库内水位、水库出入入流量、降雨量、坝体位移的实时监测。
及时报警：通过布设在坝体内部和表面的各种类型的传感器，获取大坝变形、渗流、沉降、位移、水文、气象等相关数据。传输到相关软件系统，实现对整个坝体的全方位实时监测。等数据超过告警上限时系统自动根据该预警数据发布不同级别的报警信息。可设置多级报警，支持弹出软件窗口报警、邮件报警、短信报警及声光报警等功能多种方式传达至相关领导和责任人。
视频远程监控：包括对上下游水区、坝上、坝下和闸房内部的实时视频监控，用户可以从监控终端中实时的看到现场的视频图像，同时还可以通过软件控制现场摄像机镜头以及云台，根据需要调整光圈大小、焦距远近、变倍高低以及视频角度等，满足用户对现场多方位视频图像的监控需要，确保水库大坝运行安全。
数据分析预判：对大坝浸润线、库水位、实时雨量、大坝渗流量及坝体位移历史数据等相关数据进行综合比较分析，推算出各类坝体运行数据的时间和空间的相关性，综合判断坝体健康状况。
GIS模拟建模：在适用前提下将水库大坝安全管理过程中的新思想、新方法融入到系统开发，做到数据和图形相融合、GIS与数学模型相结合，把科学计算的结果通过三维情景表现和动态的形式直观表现。
操作便捷：具备LCD液晶显示屏以及多功能输入键盘，用于现场参数设置、人工置数、安装调试、状态显示等功能，以及串口配置方式。 支持多种工作模式（包括自报式、查询式、兼容式等），最大限度降低功耗。
四、系统价值
大坝作为特殊的建筑，以自动化的方式实现对水库大坝的安全监测，无论是对水库大坝所在的地区，还是整个国家都有不同程度的积极影响。首先对于水库大坝工作人员来说，实现对水库大坝的自动化安全监测，能够极大地减经水库大坝工作人员的工作量。让他们有更多的时间去对水库大坝的其他方面进行监测。其次，最后，对于国家来说，水库大坝的安全问题已经与国家的民生问题息息相关了，如果我们对水电大坝的监测实现自动化，他的监测性能定会得到很大程度的提高，监测到的结果势必会更加科学，也会更加准确。大坝的运转更加高效，并且监测数据也更加准确，实现了现代化设备自动监测技术的优化运用。
