依据《2018年全国水利发展统计公报》的数据，全国已建成的水库数量达到98822座。在这些水库当中，大型水库有736座，中型水库为3954座，小型水库则多达94132座。

不过，水库大坝安全监测工作面临诸多问题，诸如相关法规制度不够完善、监测经费较少、监测预警能力薄弱、监管环节把关不严格以及专业技术力量匮乏等。

近年来，随着工业的快速发展，自然环境遭到破坏，每年都有不少大坝事故爆发，造成无法预估的损失。我国共有3000多座水库垮坝。七十年代平均每年垮200多座，其中1973年高达551座。1975年的板桥水库垮坝事故，造成约2.6万余人死亡。大坝的安全关系到百姓的生命财产，任重而道远，所以展开现代化的大坝安全监测是很有必要的。国内外水库大坝事故、特别是土坝突发事故以及大量安全监测系统运行效果表明，不具备实时安全监控功能的监测系统，不能防范大坝突发事故，因而不能算是完整的安全监测系统。本系统的实时安全监控功能涵盖大坝安全与水雨情同步监测，实时预报，白动反馈分析，在线安全度评判，预警，到防洪与大坝安全即时决策支持全过程。

01 系统组成

系统主要包含两大重要组成部分，即信息采集系统和通信系统。

一、信息采集系统

信息采集系统是一个复杂且功能多样的系统，它由多个硬件部分组成，这些硬件部分各自承担着独特的功能，协同工作以实现对相关信息的全面采集。

其中，GNSS监测站是非常关键的一部分。GNSS（全球导航卫星系统）监测站利用卫星定位技术，能够精确地测定监测点在地球表面的三维坐标，并且随着时间的推移，持续跟踪这些坐标的变化情况。这对于监测诸如大坝、山体等大型结构体的位移情况具有不可替代的作用。无论是微小的、渐进性的位移，还是由于突发地质灾害或工程结构内部应力变化引发的较大位移，GNSS监测站都能够及时捕捉到相关信息。

水雨情监测站同样在信息采集系统中发挥着不可或缺的作用。水雨情监测站配备了先进的传感器设备，用于对降水情况和水位变化进行实时监测。在降水方面，它可以精确测量降雨的强度、持续时间以及降雨分布等信息。这对于了解水库的来水情况、预测洪水的发生以及合理调度水资源具有重要意义。在水位监测方面，水雨情监测站能够精确测量水库水位的实时高度，并且可以根据水位的变化趋势，为水库的泄洪、蓄水等操作提供关键的数据支持。

渗流及渗压计也是信息采集系统的重要组成部分。渗流及渗压计专门用于监测水库大坝内部的渗流和渗压情况。大坝内部的渗流是影响大坝稳定性的关键因素之一，渗流过大可能导致大坝内部土体流失，从而削弱大坝的结构强度。渗压则反映了大坝内部不同部位的压力分布情况，异常的渗压可能预示着大坝内部存在结构缺陷或者受力不均匀的情况。通过渗流及渗压计的实时监测，可以及时发现大坝渗流和渗压方面的异常情况，为大坝的安全评估和维护提供重要依据。

监控摄像头在信息采集系统中扮演着直观监测的角色。监控摄像头被安装在水库的关键位置，能够对水库周边环境、大坝表面以及一些关键设施进行实时的图像采集。这些图像可以提供丰富的视觉信息，帮助管理人员直观地观察水库及其附属设施的外观状态，例如大坝表面是否有裂缝、渗漏迹象，水库周边是否有非法入侵或者其他异常活动等。同时，监控摄像头还可以配合其他监测数据，进行综合分析，为水库的安全管理提供更全面的支持。

二、通信系统

通信系统主要由遥测终端及监控平台组成。

遥测终端是通信系统中的数据采集与传输枢纽。它与信息采集系统中的各个硬件部分相连接，负责收集GNSS监测站的坐标数据、水雨情监测站的降水和水位数据、渗流及渗压计的渗流和渗压数据以及监控摄像头的图像数据等各种信息。在收集到这些数据之后，遥测终端会对数据进行初步的处理和整理，将其转换为适合远程传输的格式，然后通过各种通信网络（如无线通信网络、光纤网络等）将数据准确无误地传输到监控平台。

监控平台是通信系统的核心部分，也是整个系统的数据处理与管理中心。监控平台接收到遥测终端传来的各种数据后，会对这些数据进行深度的分析、存储和展示。在数据分析方面，监控平台可以运用各种先进的算法和模型，对数据进行挖掘和分析，例如通过对历史数据和实时数据的对比分析，判断水库的运行状态是否正常，预测可能出现的安全风险等。在数据存储方面，监控平台具备强大的存储能力，能够长时间保存大量的监测数据，以便后续的查询、统计和分析。在数据展示方面，监控平台可以将数据以直观的图表（如折线图、柱状图、饼图等）、图形（如水库地形图、大坝结构示意图等）或者详细的数据报表的形式展示出来，方便管理人员进行查看和决策。

02 信息采集系统

信息采集系统的核心任务在于监测一系列要素的自然变化状况，这些要素包括大坝的变形、沉降、渗流、压力（应力）、应变、环境量、流量、水文、闸门开度以及实时环境等。作为一项基础性和前期性的工作，它犹如大坝安全监测的耳目与参谋，为各大坝管理部门作出正确判断、发布正确指令提供理论依据。其质量与精度会直接左右大坝安全监测的准确性，进而影响决策的科学性。因此，加强信息采集系统基础设施的建设，强化信息采集工作，提升观测自动化程度已经迫在眉睫。

信息采集系统主要执行以下内容：

实现对大坝的形变、沉降、渗流、渗压、应变压力、水文、流量、环境量、闸门开度以及实时环境等测量数据的自动采集、存储，并且具备实时自动传输功能。

选用最为适宜的监测设备，运用先进的无线通信物联网技术，使检测信息达到建设标准。

信息采集系统主要由遥测终端和传感器构成。遥测终端作为分布式系统的关键设备，是一种智能化、模块化的多功能装置。它体积小且结构紧凑，具备控制、测量、数据存储、防潮、防雷、抗干扰等多种功能，可安装在传感器附近，以实现对传感器的自动巡测。

结语 

    系统通过采集大坝水雨情沉降、倾斜、渗压以及大坝形状特征，通过各种信息的获取、整理和分析，做出大坝安全评价，控制大坝安全运行校核计算参数的准确性、计算方法的实用性和反馈施工方法的正确性，帮助管理人员做出准确、快速灾情预警预报，保证百姓的生命财产安全。