一、背景

水閘作為水利工程中的重要組成部分，承擔著調節水位、控制水流、防洪排澇等多重功能。然而，水閘在運行過程中會受到各種自然和人為因素的影響，導致其安全性能下降，甚至發生安全事故。為了保障水閘的安全運行，及時發現和處理潛在的安全隱患，水閘安全監測系統應運而生。

二、系統介紹

水閘安全監測系統主要通過物聯網技術，實現水閘運行數據的實時采集和傳輸。數據采集內容包括水位、流量、閘門開度等關鍵信息，這些數居通過傳感器進行采集，并通過網絡傳輸到數字孿生模型中。通過構建水閘的三維模型 ，實現水閘運行狀態、水流情況、水位變化等數據的實時采集、分析和可視化。這樣，管理者就可以實時了解水閘的運行狀態，及時發現異常情況并進行處理。

三、監測內容

1、環境量監測

環境量監測包括水位監測、流量監測和氣象監測，通過雷達水位計、雷達流量計和自動氣象站等設備，實時獲取氣象信息、水位數據和水流情況，為水閘的科學調度和安全運行提供支持。

2、變形監測

變形監測包括樞紐建筑的表面變形（水平/垂直）監測，閘墩內部水平監測。采用人工和GNSS自動化觀測結合的方式，通過連續觀測得到各監測點的位移信息，展示在系統監測平臺上，方便現場人員實時掌握結構狀況。

3、滲流監測

滲流監測包括揚壓力監測、閘墩滲流監測、繞滲監測等，通過布設測壓管和滲壓計等進行水閘結構的滲流情況監測，確保水閘結構的穩定性。

4、裂縫監測

裂縫監測包括各閘室段底板分縫處及閘室段與岸墻連接處結構縫的開合度和縫兩邊建筑物的不均勻沉降。通過安裝測縫計對閘墩上已有的裂縫進行監測，分析裂縫變化規律，確保水閘結構的穩定和完整。

5、應力應變監測（新建水閘適用）

通過布設振弦式表面應變計測量結構物表面的應變量，并同步測量溫度，確保結構物的安全運行。

四、系統功能

水閘安全監測系統具有多種功能，包括實時監測、數據分析、預警報警、歷史數據查詢、遠程監控以及三維可視化等。

1. 實時監測

水閘安全監測系統能夠實時監測水閘的各項參數，如水位、應力、位移、滲流以及振動等。通過實時監測，工作人員可以及時了解水閘的運行狀態，發現異常情況并采取相應的措施進行處理。

2. 數據分析

水閘安全監測系統能夠對采集到的數據進行深入分析，提取出有用的信息。通過對數據的分析，可以了解水閘的結構健康狀況、運行狀態以及潛在的安全隱患等。這為水閘的安全評估和維護提供了科學依據。

3. 預警報警

當監測到異常情況時，水閘安全監測系統能夠及時發出預警或報警信號。這有助于工作人員及時發現并處理潛在的安全隱患，避免事故的發生。

4. 歷史數據查詢

水閘安全監測系統能夠存儲大量的歷史數據，方便工作人員進行歷史數據查詢。通過查詢歷史數據，可以了解水閘在過去一段時間內的運行狀態和變化趨勢，為未來的運行和維護提供參考。

5. 遠程監控

水閘安全監測系統支持遠程監控功能，工作人員可以通過網絡遠程訪問監控中心，實時查看水閘的運行狀態和數據。這有助于提高工作效率和減少人力成本。

6、三維可視化

智慧水閘三維可視化管理平臺基于數字孿生技術，實現對水閘的全方位監測、維護和管理。