
智能水库信息系统作为智慧水利核心载体,综合运用物联网、大数据、人工智能等技术,对水库工程设施、水资源、水环境及水生态进行全维度感知与精准调控,为水安全保障提供支撑。水利工程研究人员认为,该系统推动传统水库管理从 “经验驱动” 转向 “数据驱动”,显著提升运行效率与治理能力。
系统架构遵循 “分层协同、数据贯通” 原则:感知层在大坝、溢洪道等关键部位部署监测设备,降水量监测选用分辨率≤0.5mm 的雨量计,数据采集与发信间隔不超 5 分钟;库水位监测设自动监测点、人工水尺及水准点,水位计分辨率≤1cm,采集间隔≤5 分钟,水准点需与统一高程系统匹配;渗流量监测通过水位仪结合量水堰实现,分辨率≤1mm,自动采集间隔≤1 小时;渗流压力监测用渗压计(分辨率≤1cm),采集间隔≤1 小时,同步开展渗流计算。网络层优先选用有线互联网、北斗卫星等通信资源,符合水利数据交换规约,光纤保障核心数据传输,无线技术解决偏远点难题。平台层整合多源数据构建数字底板,形成安全评估、洪水预报等模型;应用层开发安全监测、水资源调度等模块,支持可视化管控。

安全监测与预警功能对大坝位移、渗流等指标持续监测,大坝表面变形监测需设变形监测纵断面,自动监测每日不少于 1 次,人工观测每季度不少于 1 次,系统通过阈值与模型识别隐患并预警。北碚区胜天水库借该功能实现坝体渗压异常快速响应,管理人员 15 分钟内到场处置。洪水预报模块融合气象水文数据,AI 模型提升精准度,使北碚区防洪决策时间从 4 小时缩至 30 分钟。水资源调配功能按水量变化与用水需求制定方案,大坳水库借此实现精准灌溉,完成水位流量关系曲线推求。
水环境监测方面,大坳水库构建全流域视频监控系统,按规范布设 70 余处 AI 识别监控设备,选用夜视视距≥50m 的球机或枪机,画质 1080P,实时视频存储≥15 天,汛期图像采集间隔≤1 小时、非汛期≤3 小时,结合可见光与热成像实现全时段监测。无人机巡航系统拓展监测维度,提升库区 390 平方公里监管覆盖。智能运维模块实施设备全生命周期管理,供电采用 12V 太阳能浮充蓄电池(供电能力达设备最大电流 1.5 倍),无浮充时雨水情设备可抗 30 天阴雨、视频设备抗 7 天;防雷需设避雷针(地阻≤10Ω),关键设备配避雷器,降低故障率使人力工作量减少 70%。
实践中,大坳水库依托 “天空地水工” 数据体系,整合多部门数据实现闭环管理,关停 6 家非法采砂场;北碚区通过 “三张图” 体系,将水库巡检从 “腿跑肩扛” 转为 “按图索骥”,管理员半小时完成昔日大半天工作。行业报告显示,我国超 9 万座水库中约 60% 未智能化,已建成的 500 余座智能水库发挥防洪减灾作用,预计 2030 年市场规模达 2000 亿元。
技术创新与政策推动系统升级,5G、边缘计算提升数据效率,AI 优化决策科学性。中国《数字中国建设纲要》、美国《国家水利基础设施现代法案》提供政策支持,加速技术转化。未来,系统将深化与农业、环保领域融合,为全球水安全治理提供解决方案。