智慧水务:利用智能传感器提高水利工程的安全性

　　水利工程安全事关国计民生,直接影响一个国家或地区的经济社会发展。而传统的水利工程存在管理与监测相对滞后的问题,导致潜在安全隐患。发展智慧水务,利用各类智能传感器进行水利工程全生命周期的智能化监测,可以有效提升水利工程的安全性。

　　一、水库大坝安全监测

　　水库大坝作为重要的水利骨干工程,安全稳定运行事关上下游百姓生命财产安全。智能传感器可以进行水库水位、坝体变形、渗流情况等多参数在线监测,实现对水库大坝安全状态的全面掌握。红外热像仪等设备还可进行坝体温度场测试,发现异常渗流隐患。这些监测数据通过通信系统实时传输至水库智能管理系统,进行自动化分析评估,一旦发现异常,可以快速启动应急预案,大幅提高水库大坝防灾减灾能力。

　　二、泄洪建筑物安全监控

　　泄洪建筑物在防洪过程中承受巨大水压和冲刷作用。应用智能传感器实时监测闸门启闭状态、河流水位流量以及闸体应力变形情况,借助云计算技术建立数学模型,可以进行风险评估和预警,科学指导泄洪操作。还可利用无人机或船舶进行激光扫描,生成泄洪建筑物三维实景模型,便于直观监测结构完整性。这显著提高了泄洪建筑物的抗洪防淤能力。

　　三、堤防和水闸安全监测

　　利用探地雷达、光纤传感等技术埋设在堤体内,可以实现地下水位和堤体结构完整性的实时在线监测。而通过堤顶布设的视频监控和传感器,可全天候监测堤防表面状况和蚁穴等病害动态变化。防洪水闸也可利用水下机器人搭载的传感器开展闸底及闸室内部检测,发现病害隐患。这些监测数据汇集后,通过预警模型评估堤防溃决风险,保障堤防和水闸的防洪安全。

　　四、水管网设施状态监测

　　对于城市供水管网,布设流量、压力传感器实现水力学监测,配合管壁振动传感监测水击;而对于排水管网,可监测管网内淤积情况。通过分析各类监测数据,可以实现对水管网运行状态的全面诊断,找出漏损或阻塞点位,指导管网的维护与优化。

　　五、水质安全预警和事故应急

　　在水源地和水处理厂关键部位设置在线水质监测探头,实时监测水质指标和异常物质,一旦检测到超标准情况,可以快速启动预警和应急措施。同时也可利用多光谱或高光谱图像进行水体水质遥感监测,实现大范围水质安全监管。

　　综上所述,智能传感器的应用为水利工程全生命周期的智能化安全监测和预警提供了重要技术支撑。智慧水务解决方案可全面提升水利工程的安全管理和运维水平,保障水利工程高效安全运行,防范水旱灾害,促进经济社会可持续发展。