雨水情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：水庫(kù)安全運(yùn)行與智慧調(diào)度的技術(shù)基石

水庫(kù)作為水資源調(diào)控與防洪減災(zāi)的關(guān)鍵水利樞紐，其水位波動(dòng)、降雨量變化直接關(guān)系到流域安全與民生保障。在水利信息化建設(shè)進(jìn)程中，雨水情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已成為水庫(kù)管理的 “眼睛” 與 “大腦”，通過(guò)實(shí)時(shí)捕獲庫(kù)水位、降雨量、現(xiàn)場(chǎng)音視頻等核心數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)采集、傳輸與分析，不僅支持多用戶并發(fā)調(diào)用數(shù)據(jù)資源，更能直觀呈現(xiàn)水庫(kù)分布格局與汛情告警區(qū)域，自動(dòng)留存歷史記錄供追溯核查，為水利管理部門制定防汛抗旱調(diào)度方案、完善應(yīng)急預(yù)案提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐，推動(dòng)水庫(kù)管理從傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型向現(xiàn)代信息化轉(zhuǎn)型。

一、系統(tǒng)架構(gòu)與核心設(shè)備參數(shù)

系統(tǒng)由感知層、傳輸層、應(yīng)用層三級(jí)架構(gòu)構(gòu)成，各層級(jí)設(shè)備均滿足水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（一）前端感知層

雷達(dá)水位計(jì)采用 24GHz 調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)，測(cè)量范圍 40m、精度 ±1cm、分辨率 1mm，天線發(fā)射角度 12°（水平 / 垂直），鋁合金外殼防護(hù)等級(jí) IP68，-25~70℃環(huán)境下可通過(guò)支架安裝；翻斗式雨量計(jì)筒直徑 Φ200mm，分辨率可選 0.2/0.5mm，測(cè)量準(zhǔn)確度≤±3%，耐受 0~4mm/min 雨強(qiáng)（最大 8mm/min），適配 0～50℃、濕度＜95%（40℃）環(huán)境。可選工業(yè)相機(jī)支持 DC5～28V 供電，IP67 防水，夜視距離城市 2000 米、野外 50-100 米，輸出多分辨率圖像并支持 0～8 級(jí)壓縮。

（二）數(shù)據(jù)傳輸與處理層

遙測(cè)終端機(jī)尺寸 197×108×33mm（不含附件），重 633g，6-30V 寬壓供電（靜態(tài)電流＜1mA@12V），存儲(chǔ)可擴(kuò)至 256G，含 2 路 4-20mA 輸入、3 路 RS485 等接口，內(nèi)置 4G 模塊。傳輸遵循 SL651-2014、SZY206-2016 規(guī)約，已對(duì)接青海、云南等多省水利平臺(tái)。

（三）后端應(yīng)用層

智慧水利云平臺(tái)可管理站點(diǎn)、查看實(shí)時(shí) / 歷史數(shù)據(jù)，生成曲線與 Excel 報(bào)表，支持音視頻查看、數(shù)據(jù)導(dǎo)出及 GIS 加載，還能實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)對(duì)比與異常預(yù)警，終端機(jī)與服務(wù)器雙向存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)超 1 年。

二、技術(shù)原理與實(shí)踐應(yīng)用

翻斗式雨量計(jì)通過(guò)翻斗翻轉(zhuǎn)觸發(fā)脈沖信號(hào)，終端機(jī)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息；雷達(dá)水位計(jì)以電磁波反射時(shí)差計(jì)算水位，不受環(huán)境干擾。實(shí)踐中，長(zhǎng)江委水文中游局在陸水流域組網(wǎng)測(cè)雨雷達(dá)與雨量站，提升降水反演準(zhǔn)確率；漢口分局結(jié)合測(cè)雨雷達(dá)與北斗設(shè)備，延長(zhǎng) “云中雨” 預(yù)見(jiàn)期。城市場(chǎng)景中，系統(tǒng)監(jiān)控下水道水位，數(shù)據(jù)超限可通過(guò)多渠道報(bào)警。

三、現(xiàn)存挑戰(zhàn)與發(fā)展方向

當(dāng)前系統(tǒng)在復(fù)雜山區(qū)存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)，部分設(shè)備易精度漂移，部門數(shù)據(jù)壁壘未完全打破。未來(lái)將深化 AI 應(yīng)用優(yōu)化預(yù)報(bào)模型，構(gòu)建開(kāi)放數(shù)據(jù)平臺(tái)整合多源信息，借 5G 與物聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)設(shè)備自動(dòng)化，減少人工干預(yù)。

從保障水庫(kù)汛期安全到優(yōu)化枯水期水資源配置，雨水情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)始終以數(shù)據(jù)賦能水利決策，其技術(shù)迭代深度契合水庫(kù)管理需求。隨著智慧水利建設(shè)推進(jìn)，系統(tǒng)將進(jìn)一步突破技術(shù)瓶頸，助力流域水資源統(tǒng)籌調(diào)度，成為守護(hù)水庫(kù)安瀾、保障水資源可持續(xù)利用的核心力量，為水利事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入持久動(dòng)力。