华颖监测-河北省张家口市留北堡水库智能安全监测

一、项目建设背景｜水库大坝安全监测改造刚需

留北堡水库为小型 Ⅴ 类水库，以乡村防洪、农田灌溉为核心功能，配套简易水产养殖、休闲垂钓，无发电设施，是蔚县西部山区村级骨干蓄水工程。库区流域为黄土丘陵地貌，坡面黄土层厚、土体松散，汛期短时强降雨极易引发库岸冲刷、边坡滑移、沟道山洪暴涨；水库控制上游小流域汇水面积，是当地乡村防洪、农业灌溉的基础水利枢纽，同时兼顾区域水源涵养，契合张家口首都水源涵养功能区建设定位。

水库一旦出现渗漏、坝体滑移、溃坝险情，将直接威胁下游村庄、农田、道路及群众生命财产安全。为落实水利部门大坝安全管理、水库标准化运维要求，业主单位委托华颖监测搭建全套智能化水库安全监测体系，实现大坝全天候在线监测、数据自动分析、风险智能预警，全面提升水库大坝安全管控能力。

二、传统监测短板｜水库大坝安全运维现存隐患分析

一、监测频次不足，无法实现24小时连续监控

1. 传统仅依靠管护人员每日/隔日现场巡查，夜间、暴雨、暴雪、深夜山洪高发时段无人员值守，降雨诱发边坡滑移、坝体渗漏的关键窗口期存在监测空白。

2. 汛期短时强降雨集中在夜间，黄土岸坡变形、坝体渗漏往往夜间突发，人工无法第一时间捕捉变形初期征兆，只能等次日巡查才发现隐患，错失处置窗口期。

3. 冬季张家口零下低温、大雪封山，道路结冰难通行，人工巡查频次大幅压缩，冻土融化期岸坡融滑隐患完全依靠肉眼预判。

二、监测手段单一，仅靠肉眼定性，无量化数据支撑

1. 传统巡查仅肉眼观察裂缝、渗水、滑坡痕迹，无毫米级变形量化数值，无法区分土体正常蠕变与灾害性加速滑移；只能看到已经开裂垮塌的显性险情，识别不了深部土体潜在滑动。

2. 无法监测坝基、库岸深部孔隙水压力：黄土遇水软化是滑坡核心诱因，人工不能掌握地下水位、渗压变化，只能等到大面积渗水、塌坑出现后才发现渗漏通道。

3. 无深层变形监测手段：表层肉眼无异常时，库岸深部可能已经形成滑动面，人工巡查完全无法预判临滑风险。

三、降雨、水位与边坡变形无法联动分析，预警滞后

1. 人工仅单独记录降雨量、库水位，无法建立降雨 — 水压 — 岸坡位移联动模型，不能提前预判连续降雨带来的连锁失稳风险。

2. 不存在分级预警机制，只有边坡明显垮塌、大量漏水时才判定危险，属于 “事后发现”，无提前预警能力，难以提前疏散下游群众。

四、野外作业条件差，人工监测时效性、安全性差

1. 库区两岸为黄土陡边坡，雨天坡面湿滑、易发生坠滑，人工现场踏勘存在人身安全隐患；暴雨、大风天气根本无法上山巡查。

2. 水库距离乡镇较远，管护人员收到险情通知后往返耗时久，等抵达现场时险情已经扩大。

3. 冬季严寒、夏季暴晒，长期野外人工测量工作量大，管护人员人力有限，难以覆盖全部坝段、整条库岸。

五、数据记录粗放，缺乏连续台账，无法追溯变形全过程

1. 传统纸质台账记录简单、随意，数值误差大，无统一标准；人员更替易造成资料丢失、断档。

2. 无连续时序监测曲线，无法复盘边坡从缓慢变形→加速滑移→垮塌完整演化过程，后期除险加固、病害治理缺少量化数据依据。

3. 无法同步向上级水利部门实时推送数据，隐患上报流程繁琐，多级流转延误应急处置时机。

六、无全天候稳定采集能力，恶劣环境监测中断

1. 无自动化供电、传输设备，阴雨天、大雪天气无法持续采集数据；传统简易观测标尺易被雨水、泥沙、积雪掩埋损坏。

2. 坝体、岸坡观测点分散，人工单点测量耗时极长，一次完整全库区巡查需要数小时，无法同步多点同步比对变形情况。

七、单一人员值守，容错率低，漏报误报频发

水库管护人员编制少，一旦人员请假、外出，库区完全失去监测；仅依靠个人经验判断险情，主观误差大，微小裂缝、缓慢渗漏极易被忽略，等到险情爆发才被发现，防洪避险十分被动。

八、针对黄土库岸特有痛点

库区土体松散、遇水极易软化滑塌，传统人工监测存在天然短板：

1. 初期发丝状细微裂缝人工很难识别，等肉眼清晰可见时，坡体已临近垮塌；

2. 地下水在土体内部缓慢渗流，表层无任何渗水痕迹，人工无法预判内部掏空、滑动面贯通；

3. 融雪、连续阴雨叠加作用下，岸坡变形是持续渐变过程，间断人工巡查捕捉不到变形加速节点。

三、定制方案｜华颖监测大坝安全监测整体解决方案

依托水利工程监测经验，华颖监测针对本水库坝型、坝体结构、流域水文特点，定制专业化大坝安全监测整体方案，构建“渗流监测+变形监测+水文环境监测+智能预警平台+太阳能供电”多位一体的水库安全监测体系，完全适配水利工程运维规范。

监测方案：

Ø 运用北斗高精度卫星定位系统GNSS，用于大坝表面的位移和沉降；

Ø 运用渗压计进行坝体渗压监测；

Ø 运用雷达水位计/数字化雨量计对库水位、降雨量进行监测；

Ø 漏坝渗流（量水堰）监测；

Ø 供电采用太阳能供电加蓄电池的方式，数据采用无线4G模块进行传输。

现场部分安装设备图：

（GNSS：表面位移监测）

（库水位/降雨量监测）

（坝体渗压监测、量水堰渗流量监测）

四、系统架构｜水库智能监测运行原理与多级预警机制

华颖监测大坝在线监测系统实现24小时无人值守自动采集，实时将各项监测数据上传至云端平台，系统自动统计分析渗流变化、坝体形变趋势、水位联动规律，生成日报、月报、年报，数据全程可查、可溯、可导出，完全满足水利主管部门检查、备案、验收要求。

针对水库汛期风险特性，系统设置常态预警、汛期强化预警双模式，可根据水位高度自动调整预警灵敏度。当出现渗流突增、坝体异常沉降、位移加速等异常情况时，系统立即通过平台弹窗、短信等预警信息，协助运维人员快速排查渗漏通道、加固坝体、调控水位，实现水库大坝风险早发现、早处置、零事故。

五、落地成效｜水库大坝安全监测项目应用价值

项目建成投运后，整套水库安全监测系统运行稳定、数据精准、预警可靠，彻底解决了传统大坝监测隐蔽隐患难发现、汛期风险难管控、数据不规范、值守压力大等行业难题。所有设备数据上传监测云平台，设置黄、橙、Ⅰ 级红色三级预警。当多设备同步捕捉位移、水压、雨量数据异常时，系统多次推送红色预警，短信等同步发送至水库管护员、乡镇水利站；工作人员收到预警后第一时间赴现场核查，及时处置边坡裂缝、渗漏、局部垮塌险情，形成 “数据监测 — 异常报警 — 现场核查 — 隐患处置” 完整闭环，充分体现自动化监测设备在小型水库地质灾害防控中的专业价值。

通过华颖监测智能化监测体系，水库实现了坝体内部隐患数字化感知、汛期风险动态研判、安全状态实时评估，极大降低了人工巡检值守压力，有效规避渗漏、垮坝等重大安全风险。同时完整的监测数据台账，助力水库顺利通过水利标准化考评、年度安全鉴定及防汛督查，为水库长期安全、稳定、合规运行提供坚实技术支撑。

六、项目总结｜水利工程安全监测场景适配与服务优势

留北堡水库是蔚县黄土丘陵区小型水利工程典型代表，运行近50年来持续发挥防洪、灌溉、生态多重效益。库区黄土边坡地质条件脆弱，依托自动化多维度监测设备，能够提前捕捉降雨诱发的坝体渗漏、库岸滑移垮塌前兆，通过多次分级预警规避山洪地质灾害风险，为张家口同类山区小型水库、乡村拦蓄工程安全运维、边坡风险管控提供标准化实践样板。