水测家定制蓄滞洪区工程与安全建设水利
信息化监测方案
一、项目背景
（一）政策要求与战略意义
蓄滞洪区是流域防洪工程体系的重要组成部分，近年来多次在防御流域性大洪水关键时刻发挥了不可替代的“底牌”作用。为强化蓄滞洪区安全建设和运行管理，水利部近日印发《蓄滞洪区建设管理三年行动方案（2025—2027年）》（以下简称《行动方案》），启动实施蓄滞洪区建设管理三年行动。
《行动方案》锚定“分得进、蓄得住、排得出、人安全”目标，以防洪作用突出、启用频繁的国家蓄滞洪区为重点，统筹“硬设施”和“软建设”，集中治理与长效机制相结合，从完善法规规划体系、加快防洪工程建设、推进安全设施建设、健全管理机制等方面明确了重点任务。按照《行动方案》，到2027年底，新增的33处、累计共72处国家蓄滞洪区基本完成现行规划确定的工程建设任务，另外13处稳步推进建设、13处加快前期工作，蓄滞洪区主动调控、灵活调度、安全运用能力明显改善，治理管理能力显著增强。
此外，水利部还对全面推进数字孪生蓄滞洪区建设作出部署，要求进一步强化预报预警预演预案功能，提升蓄滞洪区建设管理、调度运用的数字化、网络化、智能化水平。
（二）工程现状与核心需求
我国现有蓄滞洪区多建于上世纪50-70年代，存在三大核心痛点：
工程安全隐患突出：部分堤岸、分洪闸等设施老化，渗流、裂缝等病害监测依赖人工巡检，时效性差；
洪水演进模拟粗放：缺乏实时水情数据支撑，分洪决策主要依靠历史经验，难以精准评估淹没范围和风险等级；
应急管理滞后：区内居民预警、物资调度、人员转移等依赖传统手段，信息化支撑不足。
二、现状问题分析
（一）监测体系碎片化
现有监测设备多为单点部署，水位、流量、工情数据独立采集，缺乏统一数据中台，形成"数据孤岛"；部分老旧设备（如机械式水位计）精度低（误差＞5cm），且无法实现远程传输数据。
（二）预警能力薄弱
分洪决策依赖人工分析，从水情采集到预警发布耗时超过30分钟，难以满足"30分钟内完成洪水演进模拟"的应急要求；居民预警仅靠广播和电话通知，覆盖率不足60%。
（三）工程安全监测不足
堤岸渗流压力、沉降位移等关键参数监测覆盖率不足30%，分洪闸启闭状态、设备运行参数（如电机温度、振动频率）缺乏实时监控，故障发现延迟常达数小时。
（四）通信保障脆弱
蓄滞洪区多位于偏远地区，4G网络覆盖率仅70%，极端天气下易出现信号中断，卫星通信备用链路尚未普及。
三、解决思路
（一）构建"空天地一体"监测网络
融合卫星遥感（洪水淹没范围监测）、无人机巡检（堤岸快速排查）、地面传感器（实时工情水情采集），形成全要素、全时段监测体系。
（二）打造智能决策平台
基于数字孪生技术构建蓄滞洪区三维模型，接入实时监测数据实现洪水演进动态模拟，支撑分洪时机、淹没范围、人员转移路径的智能决策。
（三）强化应急通信与预警
部署"5G+北斗"融合通信网络，建设多渠道预警发布系统（短信、广播、APP、LED屏），实现预警信息10分钟内全覆盖。
（四）建立全生命周期管理体系
对堤岸、水闸、泵站等工程设施进行数字化建档，通过物联网传感器实时监测运行状态，实现故障自动诊断和维修工单智能派发。
四、硬件感知体系设计
（一）水情监测子系统
设备类型 | 功能定位 | 技术参数要求 | 部署位置 |
实时监测水位变化 | 精度±1cm，量程0-30m，支持4G/LoRa传输 | 河道断面、分洪口 | |
测量洪水流速与流量 | 流速精度±1.5%，支持非接触式测量 | 主河道、支流交汇处 | |
监测分洪后水质变化（如含沙量） | 集成浊度、pH、电导率传感器 | 蓄滞洪区入口/出口 |
（二）工程安全监测子系统
设备类型 | 监测参数 | 技术指标 | 部署重点 |
渗压计 | 堤岸渗透压力 | 精度±0.1%FS，耐水压0-10MPa | 堤基防渗墙、背水坡 |
沉降位移传感器 | 地表/深层位移 | 精度±0.5mm（地表），±1mm（深层） | 堤顶、闸室基础 |
振动传感器 | 水闸设备振动 | 频率范围0.1-1000Hz，灵敏度10mV/g | 闸门启闭机、泵站电机 |
视频监控球机 | 实时可视化巡检 | 800万像素，支持AI行为识别（如人员越界） | 重要闸站、险工险段 |
（三）通信与能源子系统
遥测终端机通信网络：
主干网：在蓄滞洪区周边部署5G基站，重点区域实现99.9%信号覆盖；
备用网：配置北斗短报文终端，确保极端天气下数据传输不中断；
局域网：采用LoRa无线传感器网络（覆盖半径2km），解决偏远测点联网问题。
能源供应：
太阳能供电系统：配置100W太阳能板+200Ah蓄电池，支持设备7天连续阴雨运行；
市电互补：在分洪闸等核心设施处接入市电，配备UPS备用电源。
五、产品选型建议
（一）核心设备选型表
类别 | 推荐产品 | 优势特点 |
雷达水位计 | SCJ-LD07雷达水位计 | 抗水雾干扰，支持自动温度补偿 |
沉降传感器 | 振弦式沉降仪 | 精度0.01mm，适用于长期露天环境 |
智能水闸控制器 | 一体化闸门控制系统 | 集成PLC控制、视频监控、边缘计算 |
无人机 | 测绘无人机 | 续航55分钟，支持RTK厘米级定位 |
（二）软件平台选型
数据中台：采用云水利数据中台，支持多源数据（传感器、视频、遥感）接入与治理；
数字孪生系统：依托云平台，实现蓄滞洪区地形、工程设施1:1建模；
预警系统：定制开发"蓄滞洪区应急指挥APP"，支持一键生成人员转移路线和物资调配方案。
六、场景应用设计
（一）工程安全监测场景
淮河王家坝闸开闸退洪
堤岸健康管理：通过渗压计和沉降传感器实时监测数据，当渗透压力超过阈值（如设计值的80%）或单日沉降量＞5mm时，系统自动触发黄色预警，同步推送维修工单至管理单位。
水闸智能运维：振动传感器实时监测闸门启闭机运行状态，当振动频率异常（如超过额定值±10%）时，自动停止设备运行并报警，同时调取最近30分钟视频核查现场情况。
（二）洪水调度场景
分洪决策支持：当监测到上游水位超警戒（如超过设计洪水位1m），数字孪生系统自动模拟洪水演进过程，输出淹没区域（精度至50m×50m网格）、水深分布、受影响人口等数据，辅助决策者10分钟内完成分洪方案制定。
淹没范围动态监控：通过卫星遥感（如高分三号SAR卫星）和无人机巡检，每30分钟更新洪水边界，在指挥大屏实时标注受威胁村庄、道路，自动生成人员转移优先级清单。
（三）应急管理场景
多渠道预警发布：当启动分洪命令后，系统自动向蓄滞洪区居民发送短信预警（含转移路线图），同步触发村广播、社区LED屏滚动提示，偏远地区通过北斗终端发送短报文，确保3分钟内预警信息覆盖100%人口。
物资智能调度：基于实时淹没数据和避难场所容量，自动计算所需救生衣、食品、饮用水等物资数量，生成最优运输路线（避开积水路段），并通过GIS地图实时追踪物资运输状态。
七、实施保障
（一）建设周期
一阶段（6个月）：完成重点蓄滞洪区（如荆江分洪区）监测设备部署和数据中台搭建；
二阶段（9个月）：全区监测网络覆盖，数字孪生系统和预警平台上线；
三阶段（3个月）：完成人员培训和应急演练，系统正式投入运行。
（二）投资估算
总投资约**万元（具体根据实际项目预算），其中：
硬件设备：**万元（含立杆辅材、供电吸入、传感器、通信设备、无人机等）；
软件平台：**万元（数据治理、数据中台、数字孪生、预警系统）；
工程实施与运维：**万元（含安装调试、5年运维服务）。
（三）效益分析
安全效益：堤岸险情发现时间从48小时缩短至15分钟，分洪决策效率提升70%；
经济效益：减少洪水淹没损失约2-3亿元/次（按历史数据测算），设备运维成本降低40%；
社会效益：居民预警覆盖率提升至98%，人员转移时间缩短50%，保障蓄滞洪区200万群众生命安全。
