水利基础设施配套建设项目方案,水文监测设备

天然河道流量监测选点踏勘

一、项目背景

水利基础设施是保障国家水安全、支撑经济社会发展、维护生态环境的重要基石。近年来，随着我国工业化、城镇化进程加快以及极端天气事件频发，现有水利基础设施在防洪减灾、水资源调配、灌溉供水、生态保护等方面的短板逐渐凸显。尤其是中小型水利工程的配套设施老化、功能不完善、智能化水平低等问题，导致工程效益难以充分发挥，无法满足新时代乡村振兴、生态文明建设等战略对水利工作的要求。

为贯彻落实《国家水网建设规划纲要》，补齐水利基础设施短板，提升水利工程的整体效能和智能化管理水平，开展智慧水利基础设施配套建设项目十分必要。该类项目通过对现有水利工程（如中小型水库、灌排渠道、泵站、堤防等）的配套设施进行升级改造和新建，完善监测、通信、调度、管护等功能，构建 “功能完善、智能高效、安全可靠、绿色生态” 的现代化水利基础设施体系，为区域水资源可持续利用和经济社会高质量发展提供坚实保障。

二、现状问题

配套设施老化残缺：大量中小型水库、泵站的观测设备、启闭机、输配电系统等配套设施老化严重，部分渠道衬砌破损、渗漏严重，灌溉水利用系数低；堤防工程的防浪墙、护坡、监测设施等存在不同程度损坏，防洪能力下降。

监测能力不足：缺乏完善的水文、水质、工程安全等监测体系，多数中小型水利工程仍依赖人工巡检，数据采集不及时、不准确，难以实时掌握工程运行状态和水情变化，对突发事件的响应滞后。

智能化水平低：水利工程的调度、管理仍以传统方式为主，缺乏自动化控制和智能决策系统，水资源调配效率低，无法根据实时水情、用水需求动态调整运行方案。

管护机制不健全：基层水利管护队伍力量薄弱，专业技术人员匮乏，设施维护保养不到位；部分工程产权不清、责任不明，导致 “重建设、轻管理” 现象普遍，影响工程使用寿命和效益发挥。

生态功能弱化：部分水利工程建设时未充分考虑生态保护，配套的生态流量下泄、水质净化、水土保持等设施缺失，导致河道断流、水体污染、生态退化等问题，影响流域生态平衡。

武汉水测家科技助力水文站建设-流量比测

三、解决思路

补齐设施短板：针对现有水利工程配套设施的薄弱环节，开展老化设备更新、渠道防渗衬砌、堤防加固、泵站改造等工程，提升工程的安全性和运行效率，确保防洪、供水、灌溉等基本功能达标。

构建智能监测网络：整合物联网、传感器、通信等技术，在水库、渠道、泵站、堤防等关键部位布设监测设备，实现水位、流量、雨量、水质、工程结构安全等数据的实时采集和传输，为工程管理提供数据支撑。

推进智能化改造：对泵站、闸门等控制性工程进行自动化改造，安装远程控制设备和智能调度系统，实现水利工程的远程监控、自动运行和优化调度，提高水资源利用效率和应急响应能力。

健全管护体系：建立 “部门主导、专业管护、社会参与” 的水利工程管护机制，加强基层管护队伍建设和技术培训，完善管护经费保障机制；利用信息化手段构建智慧管护平台，提升管护效率和精细化水平。

强化生态配套：在水利工程配套建设中融入生态理念，增设生态流量监测与调控设施、滨水绿化、水土保持工程等，改善流域生态环境，实现水利工程与生态保护的协同发展。

灌溉渠道水流量在线监测

四、硬件感知体系

水文水情监测设备：在水库、河道、渠道等关键节点布设水位、流量、雨量监测设备。水位监测采用雷达水位计、超声波水位计，实现非接触式测量；流量监测选用声学多普勒流速仪（ADCP）、电磁流量计等，精准计量过流能力；雨量监测安装翻斗式遥测雨量计，实时掌握降雨动态。

工程安全监测设备：针对水库大坝、堤防、泵站等建筑物，部署变形监测（GNSS 接收机、测斜仪）、渗流监测（渗压计、渗流量仪）、结构应力监测（应变计、应力传感器）等设备，实时监测工程结构安全状态，及时发现隐患。

水质与生态监测设备：在水源地、输水渠道、河道等区域安装多参数水质监测仪，监测 pH 值、溶解氧、浊度、氨氮等指标；在生态敏感区布设生态流量监测仪、水土保持监测设备（土壤侵蚀传感器、植被覆盖度监测仪），评估生态环境状况。

自动化控制设备：对泵站机组、闸门、启闭机等设备进行自动化改造，安装电机变频控制器、电动执行器、PLC 控制系统等，实现设备的远程启停、参数调节和故障报警。

数据传输与通信设备：构建 “有线 + 无线” 混合通信网络，采用光纤、4G/5G、北斗卫星等通信方式，确保监测数据和控制指令的稳定传输；在偏远地区部署 LoRa 无线传输模块，实现低功耗、广覆盖的数据传输。

供电与保障设备：为监测和控制设备配备稳定的供电系统，采用市电 + 太阳能互补供电模式，配备蓄电池组和防雷接地装置，保障设备在极端天气下正常运行。

五、产品选型

水文水情监测设备：水位监测选用武汉水测家科技的SCJ-LD40雷达水位计，测量范围 0-50米，精度≤±3mm，分辨率 0.001m，具备抗干扰能力和 IP68 防护等级，适应复杂水文环境；流量监测在明渠场景选用该公司的 H-ADCP（水平式声学多普勒流速剖面仪），可测量断面流速分布并计算流量，精度高、安装便捷；雨量监测采用翻斗式遥测雨量计，分辨率 0.5mm，支持接入遥测终端机进行数据无线传输，适应野外长期工作。

武汉水测家科技雷达水位计SCJ-LD40

工程安全监测设备：变形监测选用高精度 GNSS 接收机，支持北斗、GPS 双模定位，静态测量精度平面 ±2.5mm+1ppm，实时监测坝体位移；渗流监测采用振弦式渗压计，测量范围 0-1MPa，精度 ±0.1% FS，适用于坝体、堤防的渗压监测；结构应力监测选用光纤应变计，抗电磁干扰，测量范围 - 3000～+3000με，可埋入混凝土内部长期监测。

水质与生态监测设备：多参数水质监测仪选用武汉水测家科技的产品，可同时监测 pH 值（精度 ±0.01）、溶解氧（精度 ±0.1mg/L）、浊度（精度 ±1% FS）等指标，具备自动清洗和校准功能，数据通过 RS485 接口传输；生态流量监测采用雷达流量计，非接触式测量河道生态下泄流量，适应浅滩、多沙等复杂场景。

自动化控制设备：泵站自动化控制选用 PLC 控制系统，支持多台机组联动控制和远程通信，配备触摸屏实现本地操作；闸门启闭机改造安装电动执行器，具备手动 / 自动切换功能，控制精度≤0.5mm，支持与调度平台联动。

数据传输与采集设备：数据采集终端选用工业级遥测终端机SCJ-RTU01产品，支持RS485、RS232、SD-12、模拟量、开关量等信号传感器接入，兼容 Modbus、MQTT 等协议，具备数据缓存和断点续传功能；可外接通信模块采用 4G/5G 工业路由器，支持双卡双待和 VPN 加密传输，在无公网区域搭配北斗短报文模块，确保数据不中断。

水文站提档升级改造项目踏勘

六、场景应用

防洪减灾：通过部署在水库、堤防、河道的水位、流量、雨量监测设备，实时掌握水情变化，当监测数据超过预警阈值时，智能调度系统自动发出预警信息，并联动开启闸门、启动泵站泄洪，降低洪水风险。

高效灌溉：在灌区渠道、泵站安装流量监测仪和自动化控制设备，结合土壤墒情监测数据，实现灌溉用水的精准计量和智能调度。根据作物需水情况，自动调节泵站供水量和闸门开度，提高灌溉水利用系数。

工程安全管护：对水库大坝、堤防等工程的变形、渗流等指标进行实时监测，数据传输至智慧管护平台，平台通过智能算法识别异常数据，及时推送隐患预警信息。管护人员根据预警开展针对性检查和维修，避免工程事故。

水资源管理：在水源地和输水干线安装水质监测设备，实时监测水质指标，当发现污染超标时，立即启动应急处置机制，关闭取水闸门并追溯污染源。同时，通过流量监测实现水资源总量统计和用水计量，为水资源分配和节水考核提供依据。

生态保护：在河道关键断面布设生态流量监测仪，确保水利工程下泄流量满足生态需求；在水库周边安装水土保持监测设备，监测植被覆盖和土壤侵蚀情况，辅助开展生态修复工程。

通过上述配套建设，水利基础设施的安全性、智能化水平和生态效益将得到显著提升，为区域水安全保障和经济社会可持续发展提供有力支撑。