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综合方案
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。
综合方案
一、政策支撑
核心政策依据
| 序号 | 政策文件 | 建设要求与本方案关系 |
|---|---|---|
| 01 | 《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。 |
| 02 | 《"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。 |
| 03 | 《"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。 |
| 04 | 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。 |
| 05 | 《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。 |
| 06 | 《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。 |
政策文件原文截图
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 |
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二、适用客户
本方案主要服务于以下主管部门、运营单位和项目建设主体,可作为独立项目采购,也可纳入智慧城市、水务信息化、防汛应急或专项治理项目同步建设:
水文站网建设、雨水情测报和资料整编单位
防汛应急指挥、预警发布和协同处置单位
跨区域流域调度和重点断面监管单位
汛期会商研判、调度指挥和应急值守单位
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三、建设背景与痛点
当前业务管理仍面临监测覆盖、预警时效、数据协同和运维闭环等方面的问题,需要通过在线监测和平台化管理提升精细化治理能力。
现状痛点与建设需求
| 现状痛点 | 具体影响 |
|---|---|
| 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 | 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。 | 防洪工程(堤防、护坡、闸站)状态缺乏自动化监控手段。 |
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四、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。
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五、系统总体架构
防汛水文监测系统以雨情、水情、工情和险情感知为基础,构建"站点感知—通信传输—水文平台—防汛应用"的闭环架构,为预报、预警、预演和预案提供连续数据支撑。
| 架构层级 | 建设内容 | 作用说明 |
|---|---|---|
| 感知层 | 雷达水位计、雷达流量计、雨量站、视频监控、边坡监测 | 覆盖河道、水库、山洪沟和重点险工段。 |
| 传输层 | 4G/NB-IoT、LoRaWAN、北斗短报文和专网链路 | 兼顾山区、河道和无人值守站点通信条件。 |
| 平台层 | 水文监测平台、趋势分析、阈值预警、站点运维 | 统一汇聚雨水情数据并形成预警研判。 |
| 应用层 | 防汛指挥、洪水过程跟踪、山洪预警、巡查调度 | 支撑水利、水文和应急部门联合调度。 |
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六、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
平台主要功能模块
| 功能模块 | 建设内容 |
|---|---|
| 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)。
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七、建设规模参考标准
本方案可根据管理范围、风险等级、预算条件和既有系统基础分阶段建设,以下为参考规模:
| 建设规模 | 监测对象 | 典型配置 | 适用范围 |
|---|---|---|---|
| 重点站点型 | 10-30 个站点 | 水位、雨量和视频为主 | 重点河段、水库或山洪沟试点。 |
| 流域片区型 | 50-150 个站点 | 雨水情站网、流量监测和重点险工监测 | 县域或小流域防汛监测。 |
| 区域防汛型 | 200 个站点以上 | 多源站网、平台联动和多部门共享接口 | 地市级防汛水文综合感知。 |
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八、预期建设成效
通过本项目实施,可在监测覆盖、预警响应、运维效率和管理闭环等方面形成可量化成效,便于后续验收和绩效评价。
| 成效维度 | 建设前 | 建设后目标 |
|---|---|---|
| 站网覆盖 | 中小河流和山洪沟空白点多 | 重点断面和风险点实现自动测报。 |
| 预警时效 | 人工观测和上报存在延迟 | 雨水情变化分钟级上传和自动告警。 |
| 调度支撑 | 缺少连续水文过程数据 | 形成洪水过程、涨落趋势和历史对比依据。 |
| 运维可靠性 | 站点分散,巡检压力大 | 远程掌握设备在线、电量、信号和故障状态。 |
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九、项目交付成果清单
| 交付类型 | 交付内容 | 说明 |
|---|---|---|
| 监测站点 | 水位、流量、雨量、视频和边坡监测设备 | 按水文断面和风险点完成布设。 |
| 平台系统 | 水文监测平台、预警配置、站点管理和统计报表 | 支持防汛值守和综合研判。 |
| 数据成果 | 站点台账、实时数据、历史曲线、告警记录 | 支撑防汛复盘和上级报送。 |
| 交付文档 | 实施方案、站点图纸、调试记录、培训和验收资料 | 满足项目验收与运维交接。 |
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