某山区水库工程上游水雨情监测系统建设方案

 一、项目背景与目标

1.1 项目背景

拟建XX水库为山区性Ⅳ等小（1）型水库，以灌溉、供水为主，兼具综合利用功能，拦河大坝采用砂砾石混凝土面板堆石坝。经实地勘察，水库上游流域河源发育4条大陆型冰川，冰川以下分布3~4道第四纪冰川堆积垄，存在11处冰川湖（含1处大型冰川湖）。该区域受冰川融水洪水、冰湖溃决洪水威胁显著，可能对工程建设及后期运行安全造成重大影响。目前上游流域无常规水雨情监测设施，缺乏洪水预警数据支撑，亟需构建覆盖关键区域的水雨情监测系统。 

1.2 建设目标

针对水库上游无人区、无信号、无道路的特殊环境，通过科学布设水雨情观测站，实现对冰川融水、降雨、冰川湖水位/库容、河道流量的实时监测；获取高时空分辨率的水雨情数据，为洪水风险研判、工程调度及灾害预警提供科学依据，保障水库建设与运行安全。 

二、需求分析与技术难点

2.1 核心监测需求

• 基础要素：降雨量、气温（辅助融雪/融冰计算）、河道水位/流量（重点监测冰川融水汇流段）。  

• 特殊要素：冰川湖水位/库容（尤其是大型冰川湖）、冰川末端运动速率（间接反映融水潜力）。  

• 预警需求：冰湖溃决前兆（如水位骤升、坝体渗漏）、冰川融水洪峰到达时间预测。  

2.2 技术难点

• 环境极端性：站点位于大山深处无人区，无公网信号、无硬化道路，设备运输、供电、通信需定制化解决。 

• 维护困难性：人工巡检周期长（可能需徒步数小时至数十公里），需提升设备可靠性与低功耗设计。 

• 数据精准性：冰川区气象、水文条件复杂（如强风、低温、积雪覆盖），传感器需适应-40℃~50℃温差、抗风沙侵蚀。 

三、总体设计原则

1. 适应性：设备选型与部署方案适配无人区无电、无信号、高海拔（若涉及）环境。  

2. 可靠性：优先选用工业级耐候设备，关键部件冗余设计，降低故障率。  

3. 低功耗：采用太阳能+储能供电，结合休眠唤醒机制，保障连续运行≥30天（阴雨天）。  

4. 易维护：模块化设计，支持远程诊断与部分故障自修复；预留人工巡检快速检修接口。 

四、监测站布设方案

 布点原则

• 覆盖关键区：聚焦冰川末端、冰川湖（尤其是大型湖）、冰川融水主汇流河道、历史洪水频发段。 

• 分层监测：按“源头（冰川）-中间（冰川湖/堆积垄）-下游（河道）”梯度布设，捕捉洪水形成链。 

• 经济可行：兼顾监测效能与建设成本，避免过度加密。 

五、技术方案

5.1 监测要素与设备选型

序号	名称	型号	备注
1	雷达水位计	HR7380
2	雨量计	HR15006
3	风速仪	HR-FS01
4	风向仪	HR-FX01
5	蒸发计	HR-EVC01
6	土壤温度计	HR-WS01
7	气压温湿度仪	HR-ENM01
8	遥测终端机	HR6311
9	太阳能风电供电系统	恒瑞定制
10	北斗传输系统	HR-B330
11	立杆	恒瑞定制
12	户外机箱	恒瑞定制
13	围栏	恒瑞定制

 

六、预期效益

 由于本测站安装地点位于高海拔无人区，所有物资设备均需要通过马匹运进山中，故在本项目设计初期就充分考虑了设备的便携性及可运输性。地处无人区，设备维护非常困难，鉴于这一前提，本测站采用风电加太阳能的供电方式并加大电池容量以保证设备供电正常。本地气候及其恶劣并伴有野生动物的侵扰，故本测站重要参数采用双传感器设计，保证单个传感器意外损坏数据仍能正常采集，并安装围栏防止野生动物进入破坏设备。

  通过本系统建设，可实现水库上游水雨情“空-天-地”一体化监测，显著提升冰川融水洪水、冰湖溃决洪水的预警能力，为水库调度决策提供关键数据支撑，降低工程安全风险，保障下游灌溉、供水及安全。