SOLUTION DETAIL
防汛水文监测系统解决方案
防汛水文监测系统解决方案面向中小河流、水库河道和山洪风险点,部署雷达水位计、雷达流量计、雨量与边坡监测设备,形成雨情、水情、工情一体化感知和预警支撑,服务水利防汛调度决策。
3.0 政策支撑
① 《水利部关于大力推进智慧水利建设的指导意见》(2021年) 提出"到2025年,在重点防洪地区实现预报、预警、预演、预案'四预'功能,建成智慧水利体系1.0版"。要求"升级完善水文站网,扩大水文监测覆盖面,推进中小河流及山洪沟水文监测能力建设",本方案的雷达水位计、流量计站网建设直接落实该指导意见的感知层建设任务。
② 《"十四五"智慧水利建设规划》(水利部,2021年10月) 明确要求"推进水文监测站网智能化改造,扩大自动测报覆盖范围,提升洪水预报精度和时效性","建设数字孪生流域,以物理流域为单元构建数字映射、智能模拟、前瞻预演体系"。本方案的防汛水文监测平台是县级/市级数字孪生防洪系统的前端数据基础。
③ 《"十四五"期间推进智慧水利建设实施方案》(水利部,2022年) 部署了"2+N"水利智能业务应用体系建设,其中防洪"四预"(预报、预警、预演、预案)是核心业务之一,强调"算据、算法、算力"三算协同建设。本方案的站网监测数据是防洪"算据"的核心来源。
④ 国办发〔2021〕11号——《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》 要求"统筹推进城市防洪与内涝治理,完善城市防洪排涝预警系统,加强雨情、水情、汛情监测预报",将城市防汛水文监测纳入城市安全治理的顶层部署。
⑤ 《国家防汛抗旱应急预案》(国务院办公厅,2022年) 分灾种分级别规范了应急处置操作准则,明确要求构建国家灾害综合监测预警平台,并研究城市内涝灾害预警标准和联合发布机制,为本方案的预警等级设置和联动机制提供规范依据。
⑥ 《中华人民共和国水文法》 第十七条规定国家建立水文站网,县级以上人民政府应当加强水文站网建设,水文站网应当合理布局,重要防洪区域须重点覆盖,为中小河流水文监测建设提供法律依据。
政策目标与本方案对应关系
| 政策要求 | 本方案对应建设内容 |
|---|---|
| 扩大水文监测覆盖、中小河流补盲 | 雷达水位计 + 雷达流量计站网建设 |
| 防洪"四预"功能建设 | 洪水预警模型 + 预案管理模块 |
| 数字孪生流域数据底板 | 高频实时水文数据汇聚平台 |
| 山洪灾害预警 | 边坡滑坡监测仪 + 雨量联动预警 |
| 统一预警标准与联合发布 | 多级预警 + 气象/应急/水利联动接口 |
3.1 适用客户
水利局、水文局、应急管理局、流域管理机构、防汛指挥部
3.2 建设背景与痛点
- 水文站点稀少,中小河流、山洪沟监测空白区域多;
- 传统水尺人工观测,数据时效性差,暴雨期间无法到达现场;
- 河道水位预警与洪水预报缺乏高密度实时数据支撑;
- 防洪工程(堤防、护坡、闸站)状态缺乏自动化监控手段。
3.3 建设目标
构建"雨情—水情—工情"三位一体的防汛水文智慧感知网络,为防洪调度决策提供高频、高精度、实时数据支撑。
3.4 系统架构
感知层
雷达水位计(河道/水库水位)
雷达流量计(流量断面)
电子水尺(补充水位测量)
边坡滑坡监测仪(堤防边坡、山洪危险区)
LoRaWAN物联网网关(偏远区域组网)
传输层
4G / NB-IoT / 北斗 / 卫星(偏远地区备用)
平台层
防汛水文监测预警平台
洪水预警模型(水文水力学)
防洪GIS数据库
应用层
防汛指挥调度中心
移动端值班APP
预警信息发布(短信/微信/广播联动)
与水利部水文数据共享接口
3.5 主要建设内容
(一)前端感知设备采购与安装
| 设备 | 典型安装位置 | 监测参数 |
|---|---|---|
| 雷达水位计(60GHz FMCW) | 河道测流断面桥墩/专用支架 | 水位(精度±3mm) |
| 雷达流量计 | 主要入河口、控制断面 | 水位+流速+流量 |
| 电子水尺 | 重要河段、水闸上下游 | 水位分级感知 |
| 边坡滑坡监测仪 | 堤防险工段、山洪易发坡面 | 位移、形变、预警 |
| LoRaWAN网关 | 就近电力/通信杆 | 末端数据汇聚 |
安装技术要点:
- 雷达水位计安装支架需具备抗洪流冲击能力(设计流速不小于5m/s);
- 设备安装高程须经过测量,获得精确的绝对高程基准;
- 边坡监测仪布设应结合地质勘察成果,重点覆盖历史险工段;
- 所有设备须配置防雷击保护装置(浪涌保护器+接地)。
(二)平台软件开发
防汛水文监测预警平台主要功能模块:
- 雨水情一张图:整合雨量、水位、流量、边坡数据,GIS可视化展示;
- 实时水情监控:各断面水位流量实时曲线,超警戒/超保证/超历史水位自动告警;
- 洪水预警模型:基于实测数据驱动的水文预报模型,提供6–24小时洪峰预测;
- 山洪预警:结合降雨强度和坡面监测数据,判断山洪泥石流启动风险;
- 防洪工程管理:堤防、水闸、泵站状态档案与实时监控;
- 应急值班:值班日志、预警发布、上报流程电子化;
- 数据共享:符合水利部水文信息传输规约(SL 323),支持与省级防汛平台对接。
(三)运维服务
- 汛前(每年4月)全面设备检查与调试;
- 汛期(5–9月)驻场响应服务,重大暴雨过程24小时值班;
- 汛后(每年10月)设备维护与数据备份归档;
- 年度水文分析报告(含异常数据说明、预警事件复盘)。