水力学水库监测程序

水力学水库监测程序一、水库监测概述

水库监测是确保水库安全运行、优化水资源管理和防灾减灾的重要手段。通过系统化的监测程序，可以实时掌握水库的水文、水质、工程状态等关键信息，为决策提供科学依据。水库监测程序主要包括监测内容、监测方法、数据分析和应用等环节。

二、监测内容

（一）水文监测

1.水位监测：定期测量水库水位，记录最高、最低和正常水位变化。

2.入库流量监测：通过流量计或水文模型计算入库流量，分析不同时段的流量变化。

3.出库流量监测：记录泄洪闸、放水洞等设施的出库流量，确保符合调度要求。

4.水面蒸发量监测：使用蒸发皿或遥感技术测量水面蒸发量，评估水资源消耗情况。

（二）水质监测

1.水样采集：定期在库区不同点位采集水样，检测主要水质指标。

2.检测指标：包括pH值、溶解氧、浊度、电导率、悬浮物等。

3.污染源监测：关注入库河流的水质变化，识别潜在污染源。

（三）工程状态监测

1.大坝变形监测：使用全球定位系统（GPS）或全站仪测量大坝位移和沉降。

2.渗漏监测：通过渗压计监测大坝和库岸的渗漏情况。

3.防护设施检查：定期检查护坡、排水系统等设施的完好性。

三、监测方法

（一）自动化监测

1.安装自动化监测设备，如水位传感器、流量计、水质在线监测仪等。

2.通过数据采集系统实时传输监测数据至中心平台。

3.设置报警阈值，异常数据自动触发报警。

（二）人工巡检

1.制定巡检计划，定期对大坝、溢洪道、放水设施等进行目视检查。

2.记录巡检发现的问题，如裂缝、渗水、植被异常等。

3.进行必要的专项检测，如混凝土强度、金属结构腐蚀情况。

（三）遥感监测

1.利用卫星或无人机获取水库及周边的高分辨率影像。

2.分析影像变化，识别库岸侵蚀、水体面积变化等特征。

3.结合气象数据，评估洪水影响。

四、数据分析和应用

（一）数据处理

1.对采集的监测数据进行清洗和校准，确保数据准确性。

2.使用统计软件进行数据分析，绘制水位、流量、水质变化曲线。

3.建立数据库，长期保存监测数据，支持历史数据对比分析。

（二）预警发布

1.根据监测数据与预警阈值对比，判断是否达到预警条件。

2.通过短信、平台通知等方式发布预警信息，通知相关管理部门。

3.制定应急预案，明确不同预警级别下的应对措施。

（三）管理决策支持

1.基于监测数据优化水库调度方案，如防洪、供水、发电等。

2.分析水库运行状态，评估工程维护需求，制定维修计划。

3.结合气象和水文预测，提前做好洪水、干旱等灾害的应对准备。

五、监测程序实施要点

（一）制定监测计划

1.明确监测目标、内容和方法。

2.确定监测频率和点位布局，确保覆盖重点区域。

3.分配责任人员，确保监测工作落实。

（二）设备维护

1.定期校准监测设备，确保测量精度。

2.建立设备维护记录，及时更换损坏部件。

3.备份监测数据，防止数据丢失。

（三）人员培训

1.对监测人员进行专业培训，掌握操作技能和数据分析方法。

2.定期考核，确保监测人员具备上岗能力。

3.组织应急演练，提升应对突发事件的能力。

一、水库监测概述

水库监测是确保水库安全运行、优化水资源管理和防灾减灾的重要手段。通过系统化的监测程序，可以实时掌握水库的水文、水质、工程状态等关键信息，为决策提供科学依据。水库监测程序主要包括监测内容、监测方法、数据分析和应用等环节。监测的目的是全面掌握水库的运行状况，及时发现潜在风险，保障水库设施安全，提高水资源利用效率，并有效应对可能发生的自然灾害。本程序旨在提供一个规范化的操作框架，指导监测工作的实施。

二、监测内容

（一）水文监测

1.水位监测：

监测目标：实时掌握水库蓄水水位变化，为水库调度、防洪预警和供水计划提供基础数据。

监测点位：应设置在能够代表水库整体水位的测点，通常选择入库处、坝址附近及出库处等关键位置。对于大型水库，可根据需要增设多个测点。

监测设备：常用的设备包括自动水位计（如压力式、超声波式、雷达式）、水尺等。自动水位计应具备高精度、高稳定性，并支持远程数据传输。

监测频率：正常运行期可根据需要设定分钟级、小时级或每日监测频率；汛期应加密监测频率，如每小时甚至更频；枯水期可适当降低频率。

数据记录：自动记录水位数值及时间戳，并存储在本地或远程服务器。人工读数需定期进行，并与自动数据进行比对校核。

2.入库流量监测：

监测目标：掌握进入水库的水量，分析降雨、上游来水对水库的影响，为水库调度提供依据。

监测点位：设置在入库河流控制断面，应选择能代表上游流域来水情况的地点。

监测设备：常用的设备包括电磁式、超声波式、机械式（旋桨式、明渠式）流量计。选择时应考虑河流流速、水深、泥沙含量等因素。

监测方法：

自动化测量：设备自动连续测量流速和流量，数据实时传输。

人工测量：定期（如每日、每三日）使用流速仪、浮标等工具配合水尺进行现场测量，或通过建立水文模型结合降雨数据进行估算。人工测量通常在汛期或需要校核自动测量时进行。

监测频率：汛期应加密监测，如每日或每几小时一次；非汛期可根据来水情况调整，如每日或每周一次。

数据记录：自动记录流量数值、时间戳及相关水文参数（如水位、流速）。人工测量需详细记录测量方法、时间和测量结果。

3.出库流量监测：

监测目标：实时掌握水库下泄水量，确保满足下游用水需求（如供水、灌溉、发电），并符合防洪要求。

监测点位：设置在水库出口闸门、泄洪道或主要用水渠道的起始处。

监测设备：与入库流量监测类似，根据设施类型选择合适的流量计。

监测方法：自动化监测为主，通过控制闸门开度来调节出库流量。人工巡检时需核对闸门实际开度与自动化监测数据的一致性。

监测频率：根据水库调度需求设定，如实时监测、每小时监测或按需监测。

数据记录：自动记录出库流量、闸门开度、时间戳。人工记录需注明闸门操作情况及测量数据。

4.水面蒸发量监测：

监测目标：评估水库水资源的消耗情况，为水资源平衡计算和调度提供参考。

监测点位：宜选择在库区开阔、风力较小、远离障碍物的地方设置蒸发皿。

监测设备：标准蒸发皿（如E601型）、遮阳棚、雨量筒（用于配合计算）。

监测方法：

定期（通常每日）测量蒸发皿中水面下降的水层深度。

根据当地气象资料（气温、湿度、风速、日照等）和蒸发皿类型，参考相关水文规范或经验公式计算实际蒸发量。

监测频率：通常为每日一次。

数据记录：记录每日的蒸发量测量值、计算得到的蒸发量、当日气象数据。

（二）水质监测

1.水样采集：

监测目标：了解水库水质状况，评估水体污染程度，保障饮用水安全或符合其他用水标准。

监测点位：应根据水库功能、大小、水力条件及潜在污染源设置。通常包括：

入库水质监测点：了解上游来水水质。

库区水质监测点：设置在库中心、岸边、主要支流汇入处、水流较缓区域等，全面反映库区水质分布。数量和位置应根据水库具体情况确定。

出库水质监测点：了解下泄水水质，特别是对下游用水有影响时。

采样时间：应包括：

瞬时采样：对特定事件（如降雨后、排放后）进行采样。

连续采样：在特定点位安装自动采样器，按设定时间间隔采集水样。

周期采样：定期（如每日、每周、每月）在固定点位进行采样。枯水期和丰水期应增加采样频次。

采样设备：玻璃瓶、塑料瓶（需预先用待测水样润洗3次）、采样器（如绳索式采样器、自动采样器）、保温箱（用于冷藏样品）。

采样要求：采样前清洗采样设备；采样时避免引入杂质；记录采样时间、地点、天气、水位等信息；对易降解或变质的指标（如溶解氧、氨氮）需尽快分析或冷藏（通常4℃以下）保存。

2.检测指标：

基本理化指标：pH值、温度、溶解氧（DO）、浊度、电导率、化学需氧量（COD）、高锰酸盐指数（CODMn）。

营养盐指标：总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）、磷酸盐（PO4-P）。

金属指标：根据需要检测铁、锰、铅、镉、汞、砷等。

其他指标：叶绿素a（指示藻类生物量）、蓝绿藻（指示水体富营养化程度）、总悬浮物（TSS）、总有机碳（TOC）等。

选择依据：检测指标的选取应根据水库的主要功能（如饮用水源、灌溉水源、渔业用水、景观用水等）和当地环境状况确定。

3.水质检测方法：

实验室分析：将采集的水样送至实验室，使用分光光度计、离子选择性电极、化学分析仪等设备进行检测。这是最常用的方法，精度较高。应遵循国家标准方法（如GB/T11901-89《水质pH值的测定玻璃电极法》、GB7479-87《水质氨氮的测定纳氏试剂比色法》等）。

现场快速检测：使用便携式水质分析仪或试剂盒进行现场检测。适用于应急监测或需要快速得到初步结果的情况。常用指标有pH、溶解氧、浊度、氨氮、余氯等。结果精度相对较低，但能满足初步评估需求。

4.污染源监测：

监测目标：识别和评估入库河流、库岸周边潜在污染源（如工业废水、生活污水、农业面源污染、矿山排水等）对水库水质的影响。

监测内容：

入库河流监测：在主要入库河流的排污口附近或上游设置监测点，定期采集水样检测特征污染物。

库岸巡查：定期对库岸进行巡查，检查是否存在非法排污口、垃圾倾倒、养殖污染、植被破坏等情况。

周边排水口监测：监测库区周边雨水排放口、农田排水渠等的水质。

监测方法：采集水样进行实验室分析，重点关注与潜在污染源相关的指标（如特定工业污染物、重金属、农药残留、粪大肠菌群等）。

（三）工程状态监测

1.大坝变形监测：

监测目标：实时监测大坝的变形（水平位移、垂直位移）和沉降，评估大坝结构安全，及时发现异常变化。

监测点位：沿大坝轴线布设，应包括坝顶、坝坡、坝基等关键部位。每个断面至少设3个以上的观测点。

监测设备：全球定位系统（GPS）接收机、全站仪、水准仪、测斜仪、测缝仪等。

监测方法：

GPS测量：用于监测地表点的水平位移，精度较高。

全站仪测量：用于精确测量固定点之间的距离和角度变化。

水准测量：用于监测点的垂直位移和沉降。

测斜仪：安装在坝体内，用于监测坝体的水平变形（侧向位移）。

测缝仪：用于监测坝体接缝或结构裂缝的开合度。

监测频率：正常运行期根据变形速率设定，一般每年或每半年一次；出现异常情况或汛期应加密监测，甚至进行连续监测。

数据分析：对监测数据进行整理、分析，绘制变形过程线，与设计值和允许值进行比较，评估大坝安全状态。

2.渗漏监测：

监测目标：掌握大坝、坝基、库岸的渗漏情况，防止发生渗透破坏，确保水库安全。

监测点位：沿大坝轴线、绕坝渗流区、坝基、库岸等重点部位。

监测设备：渗压计（量水头）、测斜仪（监测渗流方向）、土壤湿度计、量水堰/量水槽（用于监测渗流量）。

监测方法：

渗压计监测：测量浸润线或渗流压力水头的变化。

测斜仪监测：监测渗流方向和路径。

土壤湿度监测：监测坝体或坝基土体的含水量变化。

渗流量监测：在坝体底部或坝基渗出口设置量水设施，测量渗漏水量。

监测频率：正常运行期通常每月或每季度一次；汛期或雨后应加强监测。

数据分析：分析渗压、渗流量、土壤湿度的变化规律，与历史数据和设计标准对比，判断渗漏状态是否正常。

3.防护设施检查：

监测目标：检查大坝护坡、排水设施、护坦、海塘（如有）、溢洪道、放水洞、闸门等附属工程的完好性，确保其功能正常。

检查内容与项目清单：

大坝护坡：检查是否有塌方、滑坡、裂缝、植物破坏、侵蚀等现象。

排水设施：检查排水沟、排水管、反滤层是否通畅、有无堵塞、损坏。

护坦：检查是否冲刷、淘蚀，防冲设施是否完好。

海塘/坝肩：检查是否渗漏、滑坡、蚁穴等。

溢洪道：检查进水口、控制段、泄水槽、消能设施是否有损坏、淤积、冲刷。

放水洞/闸门：检查洞身、闸门体、启闭设备是否锈蚀、损坏、漏水，闸门启闭是否灵活。

观测设施：检查各类观测仪器（如水位计、测缝仪、渗压计等）的安装是否牢固、保护是否良好、有无损坏。

检查方法：人工定期巡检为主，结合无人机航拍、视频监控等技术手段。

检查频率：正常运行期每年至少一次全面检查，汛前、汛后应进行重点检查。特殊部位（如泄洪设施）应增加检查频次。

记录与处理：详细记录检查结果，绘制检查图，对发现的问题拍照存档，制定维修计划并及时处理。

三、监测方法

（一）自动化监测

1.系统组成：自动化监测系统通常包括传感器/监测设备、数据采集仪（DAU）、数据传输网络（如有线/无线）、中心数据服务器和处理软件。

2.设备选型：根据监测内容选择合适的、性能稳定可靠的传感器和采集仪。注意设备的量程、精度、稳定性、抗干扰能力及环境适应性（如防水、防尘、耐高低温）。

3.安装布设：按照设计要求和技术规范进行传感器和采集仪的安装，确保安装位置正确、稳固，并做好防护措施。布设时要考虑信号传输的可靠性。

4.标定与校准：所有自动化监测设备在安装后和定期使用过程中，都必须进行严格的标定和校准，确保测量数据的准确性。建立设备标定档案。

5.数据传输与存储：确保数据采集仪能按设定时间间隔自动采集数据，并通过有线（如光纤）或无线（如GPRS/4G、LoRa、NB-IoT）方式将数据稳定传输至中心服务器。服务器端需配置可靠的数据存储和备份机制。

6.平台软件：使用专业的监测软件平台，实现数据的实时显示、曲线绘制、统计分析、阈值报警、报表生成等功能。平台应具备用户权限管理功能。

7.供电保障：对于野外安装的设备，需考虑可靠的供电方案，如太阳能供电系统、市电接入等，并配备备用电源（如蓄电池）。

（二）人工巡检

1.巡检路线与区域：根据水库特点和监测重点，规划合理的巡检路线，覆盖大坝、库岸、主要泄洪和放水设施等所有关键区域。

2.巡检内容清单：每次巡检需检查的项目应包括（但不限于）：

水位、流量设施外观及运行状态。

水质采样点情况，有无漂浮物或堵塞。

大坝外观：有无裂缝、渗水、变形、滑坡、蚁穴、植物异常生长。

坝坡和坝基：有无冲刷、坍塌、蚁穴。

排水设施：有无堵塞、损坏、渗漏。

溢洪道、泄洪洞、放水洞：进出口有无堵塞、冲刷、损坏，闸门有无异常，启闭设备是否灵活。

观测设施：仪器保护箱是否完好，仪器外观有无损坏。

库岸周边：有无新的排污口、垃圾堆放、违章建筑、地质灾害隐患。

照明、警示标志、消防设施等附属设施是否完好。

3.巡检记录：使用统一的巡检记录表格，详细记录检查时间、地点、天气、巡检人员、各项检查结果（正常记“√”，异常记“×”并描述具体情况）、发现问题及处理措施。附照片作为佐证。

4.巡检频率：正常运行期每月至少一次全面巡检；汛期应增加频次，如每周或每日巡检重点部位；枯水期可适当降低频次，但需加强库岸巡查。根据需要可安排夜间巡检。

5.安全要求：巡检人员必须接受安全培训，熟悉水域情况和安全操作规程。携带必要的防护用品（救生衣、雨鞋、手电筒等）和工具（测绳、锤子、相机等）。注意天气变化和水情，遵守“安全第一”原则。发现危险情况立即停止巡检并报告。

（三）遥感监测

1.数据源选择：可利用卫星遥感影像（如光学卫星、雷达卫星）和无人机遥感系统获取数据。根据监测需求选择合适的分辨率和覆盖范围。

2.监测内容应用：

库区变化监测：通过对比不同时相的影像，监测水体面积变化、库岸线变迁、库区冲淤情况、植被覆盖变化等。

水位变化估算：通过分析高分辨率光学影像或雷达影像，结合地形数据，估算不同水位下的淹没范围和水位高度。

洪水淹没范围评估：在洪水发生后，利用灾后遥感影像快速评估洪水淹没范围和程度。

库岸稳定性分析：监测库岸是否存在滑坡、坍塌等地质灾害迹象。

人类活动监测：监测库岸周边是否存在违章建筑、垃圾倾倒等人类活动影响。

3.数据处理与分析：需要使用遥感图像处理软件（如ERDASIMAGINE、ENVI等）进行影像预处理（几何校正、辐射校正）、图像融合、变化检测、信息提取等操作。

4.应用要求：遥感监测结果通常作为辅助信息，用于宏观评估、趋势分析或验证其他监测数据。对于需要精确量测的情况，应结合地面实测数据进行校准和验证。

四、数据分析和应用

（一）数据处理

1.数据质量控制：对所有采集的监测数据进行完整性、一致性、有效性检查。剔除明显错误数据（如传感器故障、传输错误导致的异常值）。对可疑数据进行分析判断。

2.数据整理与存储：将通过不同方法获取的数据进行统一格式转换和整理，建立结构化的数据库进行存储。数据库应包含数据表、字段说明、时间戳、点位信息、设备信息等元数据。

3.数据计算与转换：对原始数据进行必要的计算和转换，如将水位差转换为水头、将电压/电阻信号转换为工程量（如流量、渗压）、计算水质指标浓度等。

4.统计分析：对监测数据进行统计描述（如均值、最大值、最小值、标准差）和趋势分析（如线性回归、时间序列分析），揭示水库运行状态的动态变化规律。

5.数据可视化：利用图表（如折线图、柱状图、散点图）、曲线、地图等可视化手段展示监测数据和分析结果，使其更直观易懂。

（二）预警发布

1.阈值设定：根据水库设计标准、安全规定、管理要求以及历史数据，为各项监测指标设定预警阈值（如警戒水位、最大允许位移、最大允许渗漏量、水质超标限值等）。阈值应分级（如蓝色、黄色、橙色、红色），对应不同的预警级别。

2.报警触发：监测系统或分析软件自动将实时监测数据与设定的阈值进行比较，当数据超过阈值时自动触发报警。

3.报警信息生成：自动生成报警信息，内容包括：预警级别、报警时间、报警点位/指标、当前数值、超限数值、阈值、简短原因说明等。

4.报警发布渠道：通过预设的渠道发布报警信息，确保及时传达给相关管理人员和部门。渠道可包括：

监测中心屏幕显示。

手机短信、微信、APP推送。

语音报警。

自动电话通知。

简报、邮件。

5.应急响应：明确不同预警级别下的应急响应流程和措施。接收报警信息的管理人员应立即核实情况，并根据预案采取相应行动（如加强巡查、调整水库调度、通知下游相关单位等）。

（三）管理决策支持

1.水库调度优化：基于实时和历史的监测数据（水位、流量、水质、气象预测等），结合水库调度规则和目标（如防洪、供水、发电、生态），利用水库调度模型优化调度方案，如确定闸门开度、下泄流量、预泄量等。

2.工程安全评估：综合分析变形、渗漏、外观检查等监测结果，评估大坝及附属工程的结构安全状态，为工程维护、检修和除险加固提供依据。

3.水资源管理：结合水质监测结果和用水需求，评估水资源利用效率，制定或调整水资源分配计划，保障水资源可持续利用。

4.应急预案制定与修订：监测数据是制定和修订水库防洪、供水应急预案的重要基础。通过分析历史监测数据，可以识别潜在风险，评估预案有效性。

5.环境影响评价：水质监测数据可用于评价水库运行对周边环境（如水生生态系统、土壤）的影响，为优化运行方式提供参考。

6.科研与教学：长期监测数据可为水力学、水文学、水利工程学等领域的科研和教学提供宝贵资料。

五、监测程序实施要点

（一）制定监测计划

1.明确监测目标：首先要明确水库监测的具体目的，是为防洪安全、水资源管理、工程维护还是综合效益评估服务？

2.确定监测内容：根据监测目标和水库特点，选择需要监测的水文、水质、工程状态等具体项目。

3.选择监测方法：针对每个监测项目，选择合适的自动化监测、人工巡检或遥感监测方法，或组合使用。

4.布设监测点位：科学合理地确定各项监测内容的监测点位，确保覆盖关键区域并能反映整体状况。绘制监测点位平面布置图。

5.确定监测频率：根据监测目标、数据变化特性、管理需求和成本效益，设定合理的监测频率（如实时、次实时、小时、日、周、月、年）。

6.配置监测设备：列出所需监测设备的清单（型号、数量、精度要求等），并进行采购或建设。

7.制定人员职责：明确监测团队中不同岗位（如设备操作、数据采集、数据整理、分析、报告编写、巡检等）的职责和工作流程。

8.预算与资源：编制监测计划的预算，确保有足够的资金和人力资源支持监测工作的实施。

9.文件化：将监测计划以文件形式正式发布，作为监测工作的依据。

（二）设备维护

1.建立设备台账：对所有监测设备建立详细的台账，记录设备名称、型号、编号、安装位置、购置日期、使用年限、制造商信息、校准证书等。

2.制定维护计划：根据设备类型、使用环境和厂家要求，制定年度、季度或月度的预防性维护计划。计划应包括维护内容、操作步骤、所需工具、负责人等。

3.执行维护操作：按照维护计划定期对设备进行检查、清洁、紧固、更换易损件等。维护过程要做好记录，并拍照存档。

4.设备校准：严格按照设备说明书和校准规范，定期对自动化监测设备进行校准或标定。校准应由具备资质的人员或机构进行，并保留校准证书和记录。

5.故障处理：建立设备故障应急处理机制。出现故障时，及时排查原因，进行维修。无法自行维修的，及时联系厂家或专业机构。维修后需进行测试，确保恢复正常功能。

6.备品备件：根据设备易损情况和维护需求，准备必要的备品备件，以缩短故障停机时间。

（三）人员培训

1.培训需求分析：根据监测计划、设备操作要求和岗位职责，分析人员培训的需求。

2.培训内容：培训内容应包括：

水力学、水文学、水工程学基础知识。

各项监测项目的原理和方法。

监测设备的操作、维护和校准。

数据采集、记录、整理和初步分析的方法。

数据可视化工具（如图表软件）的使用。

预警系统的使用和报警响应流程。

安全操作规程和应急预案。

3.培训方式：采用理论授课、现场演示、实际操作、考核等多种方式相结合进行培训。

4.培训师资：邀请内部经验丰富的技术人员或外部专业机构人员进行培训。

5.培训记录与考核：做好培训记录，并对参训人员进行考核，确保其掌握必要的知识和技能。建立人员培训档案。

6.持续教育：鼓励并组织人员参加后续的进阶培训和技术交流，不断更新知识，提升专业水平。

7.应急演练：定期组织应急演练，如模拟设备故障处理、模拟报警响应等，提高人员的应急处理能力。

一、水库监测概述

水库监测是确保水库安全运行、优化水资源管理和防灾减灾的重要手段。通过系统化的监测程序，可以实时掌握水库的水文、水质、工程状态等关键信息，为决策提供科学依据。水库监测程序主要包括监测内容、监测方法、数据分析和应用等环节。

二、监测内容

（一）水文监测

1.水位监测：定期测量水库水位，记录最高、最低和正常水位变化。

2.入库流量监测：通过流量计或水文模型计算入库流量，分析不同时段的流量变化。

3.出库流量监测：记录泄洪闸、放水洞等设施的出库流量，确保符合调度要求。

4.水面蒸发量监测：使用蒸发皿或遥感技术测量水面蒸发量，评估水资源消耗情况。

（二）水质监测

1.水样采集：定期在库区不同点位采集水样，检测主要水质指标。

2.检测指标：包括pH值、溶解氧、浊度、电导率、悬浮物等。

3.污染源监测：关注入库河流的水质变化，识别潜在污染源。

（三）工程状态监测

1.大坝变形监测：使用全球定位系统（GPS）或全站仪测量大坝位移和沉降。

2.渗漏监测：通过渗压计监测大坝和库岸的渗漏情况。

3.防护设施检查：定期检查护坡、排水系统等设施的完好性。

三、监测方法

（一）自动化监测

1.安装自动化监测设备，如水位传感器、流量计、水质在线监测仪等。

2.通过数据采集系统实时传输监测数据至中心平台。

3.设置报警阈值，异常数据自动触发报警。

（二）人工巡检

1.制定巡检计划，定期对大坝、溢洪道、放水设施等进行目视检查。

2.记录巡检发现的问题，如裂缝、渗水、植被异常等。

3.进行必要的专项检测，如混凝土强度、金属结构腐蚀情况。

（三）遥感监测

1.利用卫星或无人机获取水库及周边的高分辨率影像。

2.分析影像变化，识别库岸侵蚀、水体面积变化等特征。

3.结合气象数据，评估洪水影响。

四、数据分析和应用

（一）数据处理

1.对采集的监测数据进行清洗和校准，确保数据准确性。

2.使用统计软件进行数据分析，绘制水位、流量、水质变化曲线。

3.建立数据库，长期保存监测数据，支持历史数据对比分析。

（二）预警发布

1.根据监测数据与预警阈值对比，判断是否达到预警条件。

2.通过短信、平台通知等方式发布预警信息，通知相关管理部门。

3.制定应急预案，明确不同预警级别下的应对措施。

（三）管理决策支持

1.基于监测数据优化水库调度方案，如防洪、供水、发电等。

2.分析水库运行状态，评估工程维护需求，制定维修计划。

3.结合气象和水文预测，提前做好洪水、干旱等灾害的应对准备。

五、监测程序实施要点

（一）制定监测计划

1.明确监测目标、内容和方法。

2.确定监测频率和点位布局，确保覆盖重点区域。

3.分配责任人员，确保监测工作落实。

（二）设备维护

1.定期校准监测设备，确保测量精度。

2.建立设备维护记录，及时更换损坏部件。

3.备份监测数据，防止数据丢失。

（三）人员培训

1.对监测人员进行专业培训，掌握操作技能和数据分析方法。

2.定期考核，确保监测人员具备上岗能力。

3.组织应急演练，提升应对突发事件的能力。

一、水库监测概述

水库监测是确保水库安全运行、优化水资源管理和防灾减灾的重要手段。通过系统化的监测程序，可以实时掌握水库的水文、水质、工程状态等关键信息，为决策提供科学依据。水库监测程序主要包括监测内容、监测方法、数据分析和应用等环节。监测的目的是全面掌握水库的运行状况，及时发现潜在风险，保障水库设施安全，提高水资源利用效率，并有效应对可能发生的自然灾害。本程序旨在提供一个规范化的操作框架，指导监测工作的实施。

二、监测内容

（一）水文监测

1.水位监测：

监测目标：实时掌握水库蓄水水位变化，为水库调度、防洪预警和供水计划提供基础数据。

监测点位：应设置在能够代表水库整体水位的测点，通常选择入库处、坝址附近及出库处等关键位置。对于大型水库，可根据需要增设多个测点。

监测设备：常用的设备包括自动水位计（如压力式、超声波式、雷达式）、水尺等。自动水位计应具备高精度、高稳定性，并支持远程数据传输。

监测频率：正常运行期可根据需要设定分钟级、小时级或每日监测频率；汛期应加密监测频率，如每小时甚至更频；枯水期可适当降低频率。

数据记录：自动记录水位数值及时间戳，并存储在本地或远程服务器。人工读数需定期进行，并与自动数据进行比对校核。

2.入库流量监测：

监测目标：掌握进入水库的水量，分析降雨、上游来水对水库的影响，为水库调度提供依据。

监测点位：设置在入库河流控制断面，应选择能代表上游流域来水情况的地点。

监测设备：常用的设备包括电磁式、超声波式、机械式（旋桨式、明渠式）流量计。选择时应考虑河流流速、水深、泥沙含量等因素。

监测方法：

自动化测量：设备自动连续测量流速和流量，数据实时传输。

人工测量：定期（如每日、每三日）使用流速仪、浮标等工具配合水尺进行现场测量，或通过建立水文模型结合降雨数据进行估算。人工测量通常在汛期或需要校核自动测量时进行。

监测频率：汛期应加密监测，如每日或每几小时一次；非汛期可根据来水情况调整，如每日或每周一次。

数据记录：自动记录流量数值、时间戳及相关水文参数（如水位、流速）。人工测量需详细记录测量方法、时间和测量结果。

3.出库流量监测：

监测目标：实时掌握水库下泄水量，确保满足下游用水需求（如供水、灌溉、发电），并符合防洪要求。

监测点位：设置在水库出口闸门、泄洪道或主要用水渠道的起始处。

监测设备：与入库流量监测类似，根据设施类型选择合适的流量计。

监测方法：自动化监测为主，通过控制闸门开度来调节出库流量。人工巡检时需核对闸门实际开度与自动化监测数据的一致性。

监测频率：根据水库调度需求设定，如实时监测、每小时监测或按需监测。

数据记录：自动记录出库流量、闸门开度、时间戳。人工记录需注明闸门操作情况及测量数据。

4.水面蒸发量监测：

监测目标：评估水库水资源的消耗情况，为水资源平衡计算和调度提供参考。

监测点位：宜选择在库区开阔、风力较小、远离障碍物的地方设置蒸发皿。

监测设备：标准蒸发皿（如E601型）、遮阳棚、雨量筒（用于配合计算）。

监测方法：

定期（通常每日）测量蒸发皿中水面下降的水层深度。

根据当地气象资料（气温、湿度、风速、日照等）和蒸发皿类型，参考相关水文规范或经验公式计算实际蒸发量。

监测频率：通常为每日一次。

数据记录：记录每日的蒸发量测量值、计算得到的蒸发量、当日气象数据。

（二）水质监测

1.水样采集：

监测目标：了解水库水质状况，评估水体污染程度，保障饮用水安全或符合其他用水标准。

监测点位：应根据水库功能、大小、水力条件及潜在污染源设置。通常包括：

入库水质监测点：了解上游来水水质。

库区水质监测点：设置在库中心、岸边、主要支流汇入处、水流较缓区域等，全面反映库区水质分布。数量和位置应根据水库具体情况确定。

出库水质监测点：了解下泄水水质，特别是对下游用水有影响时。

采样时间：应包括：

瞬时采样：对特定事件（如降雨后、排放后）进行采样。

连续采样：在特定点位安装自动采样器，按设定时间间隔采集水样。

周期采样：定期（如每日、每周、每月）在固定点位进行采样。枯水期和丰水期应增加采样频次。

采样设备：玻璃瓶、塑料瓶（需预先用待测水样润洗3次）、采样器（如绳索式采样器、自动采样器）、保温箱（用于冷藏样品）。

采样要求：采样前清洗采样设备；采样时避免引入杂质；记录采样时间、地点、天气、水位等信息；对易降解或变质的指标（如溶解氧、氨氮）需尽快分析或冷藏（通常4℃以下）保存。

2.检测指标：

基本理化指标：pH值、温度、溶解氧（DO）、浊度、电导率、化学需氧量（COD）、高锰酸盐指数（CODMn）。

营养盐指标：总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）、磷酸盐（PO4-P）。

金属指标：根据需要检测铁、锰、铅、镉、汞、砷等。

其他指标：叶绿素a（指示藻类生物量）、蓝绿藻（指示水体富营养化程度）、总悬浮物（TSS）、总有机碳（TOC）等。

选择依据：检测指标的选取应根据水库的主要功能（如饮用水源、灌溉水源、渔业用水、景观用水等）和当地环境状况确定。

3.水质检测方法：

实验室分析：将采集的水样送至实验室，使用分光光度计、离子选择性电极、化学分析仪等设备进行检测。这是最常用的方法，精度较高。应遵循国家标准方法（如GB/T11901-89《水质pH值的测定玻璃电极法》、GB7479-87《水质氨氮的测定纳氏试剂比色法》等）。

现场快速检测：使用便携式水质分析仪或试剂盒进行现场检测。适用于应急监测或需要快速得到初步结果的情况。常用指标有pH、溶解氧、浊度、氨氮、余氯等。结果精度相对较低，但能满足初步评估需求。

4.污染源监测：

监测目标：识别和评估入库河流、库岸周边潜在污染源（如工业废水、生活污水、农业面源污染、矿山排水等）对水库水质的影响。

监测内容：

入库河流监测：在主要入库河流的排污口附近或上游设置监测点，定期采集水样检测特征污染物。

库岸巡查：定期对库岸进行巡查，检查是否存在非法排污口、垃圾倾倒、养殖污染、植被破坏等情况。

周边排水口监测：监测库区周边雨水排放口、农田排水渠等的水质。

监测方法：采集水样进行实验室分析，重点关注与潜在污染源相关的指标（如特定工业污染物、重金属、农药残留、粪大肠菌群等）。

（三）工程状态监测

1.大坝变形监测：

监测目标：实时监测大坝的变形（水平位移、垂直位移）和沉降，评估大坝结构安全，及时发现异常变化。

监测点位：沿大坝轴线布设，应包括坝顶、坝坡、坝基等关键部位。每个断面至少设3个以上的观测点。

监测设备：全球定位系统（GPS）接收机、全站仪、水准仪、测斜仪、测缝仪等。

监测方法：

GPS测量：用于监测地表点的水平位移，精度较高。

全站仪测量：用于精确测量固定点之间的距离和角度变化。

水准测量：用于监测点的垂直位移和沉降。

测斜仪：安装在坝体内，用于监测坝体的水平变形（侧向位移）。

测缝仪：用于监测坝体接缝或结构裂缝的开合度。

监测频率：正常运行期根据变形速率设定，一般每年或每半年一次；出现异常情况或汛期应加密监测，甚至进行连续监测。

数据分析：对监测数据进行整理、分析，绘制变形过程线，与设计值和允许值进行比较，评估大坝安全状态。

2.渗漏监测：

监测目标：掌握大坝、坝基、库岸的渗漏情况，防止发生渗透破坏，确保水库安全。

监测点位：沿大坝轴线、绕坝渗流区、坝基、库岸等重点部位。

监测设备：渗压计（量水头）、测斜仪（监测渗流方向）、土壤湿度计、量水堰/量水槽（用于监测渗流量）。

监测方法：

渗压计监测：测量浸润线或渗流压力水头的变化。

测斜仪监测：监测渗流方向和路径。

土壤湿度监测：监测坝体或坝基土体的含水量变化。

渗流量监测：在坝体底部或坝基渗出口设置量水设施，测量渗漏水量。

监测频率：正常运行期通常每月或每季度一次；汛期或雨后应加强监测。

数据分析：分析渗压、渗流量、土壤湿度的变化规律，与历史数据和设计标准对比，判断渗漏状态是否正常。

3.防护设施检查：

监测目标：检查大坝护坡、排水设施、护坦、海塘（如有）、溢洪道、放水洞、闸门等附属工程的完好性，确保其功能正常。

检查内容与项目清单：

大坝护坡：检查是否有塌方、滑坡、裂缝、植物破坏、侵蚀等现象。

排水设施：检查排水沟、排水管、反滤层是否通畅、有无堵塞、损坏。

护坦：检查是否冲刷、淘蚀，防冲设施是否完好。

海塘/坝肩：检查是否渗漏、滑坡、蚁穴等。

溢洪道：检查进水口、控制段、泄水槽、消能设施是否有损坏、淤积、冲刷。

放水洞/闸门：检查洞身、闸门体、启闭设备是否锈蚀、损坏、漏水，闸门启闭是否灵活。

观测设施：检查各类观测仪器（如水位计、测缝仪、渗压计等）的安装是否牢固、保护是否良好、有无损坏。

检查方法：人工定期巡检为主，结合无人机航拍、视频监控等技术手段。

检查频率：正常运行期每年至少一次全面检查，汛前、汛后应进行重点检查。特殊部位（如泄洪设施）应增加检查频次。

记录与处理：详细记录检查结果，绘制检查图，对发现的问题拍照存档，制定维修计划并及时处理。

三、监测方法

（一）自动化监测

1.系统组成：自动化监测系统通常包括传感器/监测设备、数据采集仪（DAU）、数据传输网络（如有线/无线）、中心数据服务器和处理软件。

2.设备选型：根据监测内容选择合适的、性能稳定可靠的传感器和采集仪。注意设备的量程、精度、稳定性、抗干扰能力及环境适应性（如防水、防尘、耐高低温）。

3.安装布设：按照设计要求和技术规范进行传感器和采集仪的安装，确保安装位置正确、稳固，并做好防护措施。布设时要考虑信号传输的可靠性。

4.标定与校准：所有自动化监测设备在安装后和定期使用过程中，都必须进行严格的标定和校准，确保测量数据的准确性。建立设备标定档案。

5.数据传输与存储：确保数据采集仪能按设定时间间隔自动采集数据，并通过有线（如光纤）或无线（如GPRS/4G、LoRa、NB-IoT）方式将数据稳定传输至中心服务器。服务器端需配置可靠的数据存储和备份机制。

6.平台软件：使用专业的监测软件平台，实现数据的实时显示、曲线绘制、统计分析、阈值报警、报表生成等功能。平台应具备用户权限管理功能。

7.供电保障：对于野外安装的设备，需考虑可靠的供电方案，如太阳能供电系统、市电接入等，并配备备用电源（如蓄电池）。

（二）人工巡检

1.巡检路线与区域：根据水库特点和监测重点，规划合理的巡检路线，覆盖大坝、库岸、主要泄洪和放水设施等所有关键区域。

2.巡检内容清单：每次巡检需检查的项目应包括（但不限于）：

水位、流量设施外观及运行状态。

水质采样点情况，有无漂浮物或堵塞。

大坝外观：有无裂缝、渗水、变形、滑坡、蚁穴、植物异常生长。

坝坡和坝基：有无冲刷、坍塌、蚁穴。

排水设施：有无堵塞、损坏、渗漏。

溢洪道、泄洪洞、放水洞：进出口有无堵塞、冲刷、损坏，闸门有无异常，启闭设备是否灵活。

观测设施：仪器保护箱是否完好，仪器外观有无损坏。

库岸周边：有无新的排污口、垃圾堆放、违章建筑、地质灾害隐患。

照明、警示标志、消防设施等附属设施是否完好。

3.巡检记录：使用统一的巡检记录表格，详细记录检查时间、地点、天气、巡检人员、各项检查结果（正常记“√”，异常记“×”并描述具体情况）、发现问题及处理措施。附照片作为佐证。

4.巡检频率：正常运行期每月至少一次全面巡检；汛期应增加频次，如每周或每日巡检重点部位；枯水期可适当降低频次，但需加强库岸巡查。根据需要可安排夜间巡检。

5.安全要求：巡检人员必须接受安全培训，熟悉水域情况和安全操作规程。携带必要的防护用品（救生衣、雨鞋、手电筒等）和工具（测绳、锤子、相机等）。注意天气变化和水情，遵守“安全第一”原则。发现危险情况立即停止巡检并报告。

（三）遥感监测

1.数据源选择：可利用卫星遥感影像（如光学卫星、雷达卫星）和无人机遥感系统获取数据。根据监测需求选择合适的分辨率和覆盖范围。

2.监测内容应用：

库区变化监测：通过对比不同时相的影像，监测水体面积变化、库岸线变迁、库区冲淤情况、植被覆盖变化等。

水位变化估算：通过分析高分辨率光学影像或雷达影像，结合地形数据，估算不同水位下的淹没范围和水位高度。

洪水淹没范围评估：在洪水发生后，利用灾后遥感影像快速评估洪水淹没范围和程度。

库岸稳定性分析：监测库岸是否存在滑坡、坍塌等地质灾害迹象。

人类活动监测：监测库岸周边是否存在违章建筑、垃圾倾倒等人类活动影响。

3.数据处理与分析：需要使用遥感图像处理软件（如ERDASIMAGINE、ENVI等）进行影像预处理（几何校正、辐射校正）、图像融合、变化检测、信息提取等操作。

4.应用要求：遥感监测结果通常作为辅助信息，用于宏观评估、趋势分析或验证其他监测数据。对于需要精确量测的情况，应结合地面实测数据进行校准和验证。

四、数据分析和应用

（一）数据处理

1.数据质量控制：对所有采集的监测数据进行完整性、一致性、有效性检查。剔除明显错误数据（如传感器故障、传输错误导致的异常值）。对可疑数据进行分析判断。

2.数据整理与存储：将通过不同方法获取的数据进行统一格式转换和整理，建立结构化的数据库进行存储。数据库应包含数据表、字段说明、时间戳、点位信息、设备信息等元数据。

3.数据计算与转换：对原始数据进行必要的计算和转换，如将水位差转换为水头、将电压/电阻信号转换为工程量（如流量、渗压）、计算水质指标浓度等。

4.统计分析：对监测数据进行统计描述（如均值、最大值、最小值、标准差）和趋势分析（如线性回归、时间序列分析），揭示水库运行状态的动态变化规律。

5.数据可视化：利用图表（如折线图、柱状图、散点图）、曲线、地图等可视化手段展示监测数据和分析结果，使其更直观易懂。

（二）预警发布

1.阈值设定：根据水库设计标准、安全规定、管理要求以及历史数据，为各项监测指标设定预警阈值（如警戒水位、最大允许位移、最大允许渗漏量、水质超标限值等）。阈值应分级（如蓝色、黄色、橙色、红色），对应不同的预警级别。

2.报警触发：监测系统或分析软件自动将实时监测数据与设定的阈值进行比较，当数据超过阈值时自动触发报警。

3.报警信息生成：自动生成报警信息，内容包括：预警级别、报警时间、报警点位/指标、当前数值、超限数值、阈值、简短原因说明等。

4.报警发布渠道：通过预设的渠道发布报警信息，确保及时传达给相关管理人员和部门。渠道可包括：

监测中心屏幕显示。

手机短信、微信、APP推送。

语音报警。

自动电话通知。

简报、邮件。

5.应急响应：明确不同预警级别下的应急响应流程和措施。接收报警信息的管理人员应立即核实情况，并根据预案采取相应行动（如加强巡查、调整水库调度、通知下游相关单位等）。

（三）管理决策支持

1.水库调度优化：基于实时和历史的监测数据（水位、流量、水质、气象预测等），结合水库调度规则和目标（如防洪、供水、发电、生态），利用水库调度模型优化调度方案，如确定闸门开度、下泄流量、预泄量等。

2.工程安全评估：综合分析变形、渗漏、外观检查等监测结果，评估大坝及附属工程的结构安全状态，为工程维护、检修和除险加固提供依据。

3.水资源管理：结合水质监测结果和用水需求，评估水资源利用效率，制定或调整水资源分配计划，保障水资源可持续利用。

4.应急预案制定与修订：监测数据是制定和修订水库防洪、供水应急预案的重要基础。通过分析历史监测数据，可以识别潜在风险，评估预案有效性。

5.环境影响评价：水质监测数据可用于评价水库运行对周边环境（如水生生态系统、土壤）的影响，为优化运行方式提供参考。

6.科研与教学：长期监测数据可为水力学、水文学、水利工程学等领域的科研和教学提供宝贵资料。

五、监测程序实施要点

（一）制定监测计划

1.明确监测目标：首先要明确水库监测的具体目的，是为防洪安全、水资源管理、工程维护还是综合效益评估服务？

2.确定监测内容：根据监测目标和水库特点，选择需要监测的水文、水质、工程状态等具体项目。

3.选择监测方法：针对每个监测项目，选择合适的自动化监测、人工巡检或遥感监测方法，或组合使用。

4.布设监测点位：科学合理地确定各项监测内容的监测点位，确保覆盖关键区域并能反映整体状况。绘制监测点位平面布置图。

5.确定监测频率：根据监测目标、数据变化特性、管理需求和成本效益，设定合理的监测频率（如实时、次实时、小时、日、周、月、年）。

6.配置监测设备：列出所需监测设备的清单（型号、数量、精度要求等），并进行采购或建设。

7.制定人员职责：明确监测团队中不同岗位（如设备操作、数据采集、数据整理、分析、报告编写、巡检等）的职责和工作流程。

8.预算与资源：编制监测计划的预算，确保有足够的资金和人力资源支持监测工作的实施。

9.文件化：将监测计划以文件形式正式发布，作为监测工作的依据。

（二）设备维护

1.建立设备台账：对所有监测设备建立详细的台账，记录设备名称、型号、编号、安装位置、购置日期、使用年限、制造商信息、校准证书等。

2.制定维护计划：根据设备类型、使用环境和厂家要求，制定年度、季度或月度的预防性维护计划。计划应包括维护内容、操作步骤、所需工具、负责人等。

3.执行维护操作：按照维护计划定期对设备进行检查、清洁、紧固、更换易损件等。维护过程要做好记录，并拍照存档。

4.设备校准：严格按照设备说明书和校准规范，定期对自动化监测设备进行校准或标定。校准应由具备资质的人员或机构进行，并保留校准证书和记录。

5.故障处理：建立设备故障应急处理机制。出现故障时，及时排查原因，进行维修。无法自行维修的，及时联系厂家或专业机构。维修后需进行测试，确保恢复正常功能。

6.备品备件：根据设备易损情况和维护需求，准备必要的备品备件，以缩短故障停机时间。

（三）人员培训

1.培训需求分析：根据监测计划、设备操作要求和岗位职责，分析人员培训的需求。

2.培训内容：培训内容应包括：

水力学、水文学、水工程学基础知识。

各项监测项目的原理和方法。

监测设备的操作、维护和校准。

数据采集、记录、整理和初步分析的方法。

数据可视化工具（如图表软件）的使用。

预警系统的使用和报警响应流程。

安全操作规程和应急预案。

3.培训方式：采用理论授课、现场演示、实际操作、考核等多种方式相结合进行培训。

4.培训师资：邀请内部经验丰富的技术人员或外部专业机构人员进行培训。

5.培训记录与考核：做好培训记录，并对参训人员进行考核，确保其掌握必要的知识和技能。建立人员培训档案。

6.持续教育：鼓励并组织人员参加后续的进阶培训和技术交流，不断更新知识，提升专业水平。

7.应急演练：定期组织应急演练，如模拟设备故障处理、模拟报警响应等，提高人员的应急处理能力。

一、水库监测概述

水库监测是确保水库安全运行、优化水资源管理和防灾减灾的重要手段。通过系统化的监测程序，可以实时掌握水库的水文、水质、工程状态等关键信息，为决策提供科学依据。水库监测程序主要包括监测内容、监测方法、数据分析和应用等环节。

二、监测内容

（一）水文监测

1.水位监测：定期测量水库水位，记录最高、最低和正常水位变化。

2.入库流量监测：通过流量计或水文模型计算入库流量，分析不同时段的流量变化。

3.出库流量监测：记录泄洪闸、放水洞等设施的出库流量，确保符合调度要求。

4.水面蒸发量监测：使用蒸发皿或遥感技术测量水面蒸发量，评估水资源消耗情况。

（二）水质监测

1.水样采集：定期在库区不同点位采集水样，检测主要水质指标。

2.检测指标：包括pH值、溶解氧、浊度、电导率、悬浮物等。

3.污染源监测：关注入库河流的水质变化，识别潜在污染源。

（三）工程状态监测

1.大坝变形监测：使用全球定位系统（GPS）或全站仪测量大坝位移和沉降。

2.渗漏监测：通过渗压计监测大坝和库岸的渗漏情况。

3.防护设施检查：定期检查护坡、排水系统等设施的完好性。

三、监测方法

（一）自动化监测

1.安装自动化监测设备，如水位传感器、流量计、水质在线监测仪等。

2.通过数据采集系统实时传输监测数据至中心平台。

3.设置报警阈值，异常数据自动触发报警。

（二）人工巡检

1.制定巡检计划，定期对大坝、溢洪道、放水设施等进行目视检查。

2.记录巡检发现的问题，如裂缝、渗水、植被异常等。

3.进行必要的专项检测，如混凝土强度、金属结构腐蚀情况。

（三）遥感监测

1.利用卫星或无人机获取水库及周边的高分辨率影像。

2.分析影像变化，识别库岸侵蚀、水体面积变化等特征。

3.结合气象数据，评估洪水影响。

四、数据分析和应用

（一）数据处理

1.对采集的监测数据进行清洗和校准，确保数据准确性。

2.使用统计软件进行数据分析，绘制水位、流量、水质变化曲线。

3.建立数据库，长期保存监测数据，支持历史数据对比分析。

（二）预警发布

1.根据监测数据与预警阈值对比，判断是否达到预警条件。

2.通过短信、平台通知等方式发布预警信息，通知相关管理部门。

3.制定应急预案，明确不同预警级别下的应对措施。

（三）管理决策支持

1.基于监测数据优化水库调度方案，如防洪、供水、发电等。

2.分析水库运行状态，评估工程维护需求，制定维修计划。

3.结合气象和水文预测，提前做好洪水、干旱等灾害的应对准备。

五、监测程序实施要点

（一）制定监测计划

1.明确监测目标、内容和方法。

2.确定监测频率和点位布局，确保覆盖重点区域。

3.分配责任人员，确保监测工作落实。

（二）设备维护

1.定期校准监测设备，确保测量精度。

2.建立设备维护记录，及时更换损坏部件。

3.备份监测数据，防止数据丢失。

（三）人员培训

1.对监测人员进行专业培训，掌握操作技能和数据分析方法。

2.定期考核，确保监测人员具备上岗能力。

3.组织应急演练，提升应对突发事件的能力。

一、水库监测概述

水库监测是确保水库安全运行、优化水资源管理和防灾减灾的重要手段。通过系统化的监测程序，可以实时掌握水库的水文、水质、工程状态等关键信息，为决策提供科学依据。水库监测程序主要包括监测内容、监测方法、数据分析和应用等环节。监测的目的是全面掌握水库的运行状况，及时发现潜在风险，保障水库设施安全，提高水资源利用效率，并有效应对可能发生的自然灾害。本程序旨在提供一个规范化的操作框架，指导监测工作的实施。

二、监测内容

（一）水文监测

1.水位监测：

监测目标：实时掌握水库蓄水水位变化，为水库调度、防洪预警和供水计划提供基础数据。

监测点位：应设置在能够代表水库整体水位的测点，通常选择入库处、坝址附近及出库处等关键位置。对于大型水库，可根据需要增设多个测点。

监测设备：常用的设备包括自动水位计（如压力式、超声波式、雷达式）、水尺等。自动水位计应具备高精度、高稳定性，并支持远程数据传输。

监测频率：正常运行期可根据需要设定分钟级、小时级或每日监测频率；汛期应加密监测频率，如每小时甚至更频；枯水期可适当降低频率。

数据记录：自动记录水位数值及时间戳，并存储在本地或远程服务器。人工读数需定期进行，并与自动数据进行比对校核。

2.入库流量监测：

监测目标：掌握进入水库的水量，分析降雨、上游来水对水库的影响，为水库调度提供依据。

监测点位：设置在入库河流控制断面，应选择能代表上游流域来水情况的地点。

监测设备：常用的设备包括电磁式、超声波式、机械式（旋桨式、明渠式）流量计。选择时应考虑河流流速、水深、泥沙含量等因素。

监测方法：

自动化测量：设备自动连续测量流速和流量，数据实时传输。

人工测量：定期（如每日、每三日）使用流速仪、浮标等工具配合水尺进行现场测量，或通过建立水文模型结合降雨数据进行估算。人工测量通常在汛期或需要校核自动测量时进行。

监测频率：汛期应加密监测，如每日或每几小时一次；非汛期可根据来水情况调整，如每日或每周一次。

数据记录：自动记录流量数值、时间戳及相关水文参数（如水位、流速）。人工测量需详细记录测量方法、时间和测量结果。

3.出库流量监测：

监测目标：实时掌握水库下泄水量，确保满足下游用水需求（如供水、灌溉、发电），并符合防洪要求。

监测点位：设置在水库出口闸门、泄洪道或主要用水渠道的起始处。

监测设备：与入库流量监测类似，根据设施类型选择合适的流量计。

监测方法：自动化监测为主，通过控制闸门开度来调节出库流量。人工巡检时需核对闸门实际开度与自动化监测数据的一致性。

监测频率：根据水库调度需求设定，如实时监测、每小时监测或按需监测。

数据记录：自动记录出库流量、闸门开度、时间戳。人工记录需注明闸门操作情况及测量数据。

4.水面蒸发量监测：

监测目标：评估水库水资源的消耗情况，为水资源平衡计算和调度提供参考。

监测点位：宜选择在库区开阔、风力较小、远离障碍物的地方设置蒸发皿。

监测设备：标准蒸发皿（如E601型）、遮阳棚、雨量筒（用于配合计算）。

监测方法：

定期（通常每日）测量蒸发皿中水面下降的水层深度。

根据当地气象资料（气温、湿度、风速、日照等）和蒸发皿类型，参考相关水文规范或经验公式计算实际蒸发量。

监测频率：通常为每日一次。

数据记录：记录每日的蒸发量测量值、计算得到的蒸发量、当日气象数据。

（二）水质监测

1.水样采集：

监测目标：了解水库水质状况，评估水体污染程度，保障饮用水安全或符合其他用水标准。

监测点位：应根据水库功能、大小、水力条件及潜在污染源设置。通常包括：

入库水质监测点：了解上游来水水质。

库区水质监测点：设置在库中心、岸边、主要支流汇入处、水流较缓区域等，全面反映库区水质分布。数量和位置应根据水库具体情况确定。

出库水质监测点：了解下泄水水质，特别是对下游用水有影响时。

采样时间：应包括：

瞬时采样：对特定事件（如降雨后、排放后）进行采样。

连续采样：在特定点位安装自动采样器，按设定时间间隔采集水样。

周期采样：定期（如每日、每周、每月）在固定点位进行采样。枯水期和丰水期应增加采样频次。

采样设备：玻璃瓶、塑料瓶（需预先用待测水样润洗3次）、采样器（如绳索式采样器、自动采样器）、保温箱（用于冷藏样品）。

采样要求：采样前清洗采样设备；采样时避免引入杂质；记录采样时间、地点、天气、水位等信息；对易降解或变质的指标（如溶解氧、氨氮）需尽快分析或冷藏（通常4℃以下）保存。

2.检测指标：

基本理化指标：pH值、温度、溶解氧（DO）、浊度、电导率、化学需氧量（COD）、高锰酸盐指数（CODMn）。

营养盐指标：总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）、磷酸盐（PO4-P）。

金属指标：根据需要检测铁、锰、铅、镉、汞、砷等。

其他指标：叶绿素a（指示藻类生物量）、蓝绿藻（指示水体富营养化程度）、总悬浮物（TSS）、总有机碳（TOC）等。

选择依据：检测指标的选取应根据水库的主要功能（如饮用水源、灌溉水源、渔业用水、景观用水等）和当地环境状况确定。

3.水质检测方法：

实验室分析：将采集的水样送至实验室，使用分光光度计、离子选择性电极、化学分析仪等设备进行检测。这是最常用的方法，精度较高。应遵循国家标准方法（如GB/T11901-89《水质pH值的测定玻璃电极法》、GB7479-87《水质氨氮的测定纳氏试剂比色法》等）。

现场快速检测：使用便携式水质分析仪或试剂盒进行现场检测。适用于应急监测或需要快速得到初步结果的情况。常用指标有pH、溶解氧、浊度、氨氮、余氯等。结果精度相对较低，但能满足初步评估需求。

4.污染源监测：

监测目标：识别和评估入库河流、库岸周边潜在污染源（如工业废水、生活污水、农业面源污染、矿山排水等）对水库水质的影响。

监测内容：

入库河流监测：在主要入库河流的排污口附近或上游设置监测点，定期采集水样检测特征污染物。

库岸巡查：定期对库岸进行巡查，检查是否存在非法排污口、垃圾倾倒、养殖污染、植被破坏等情况。

周边排水口监测：监测库区周边雨水排放口、农田排水渠等的水质。

监测方法：采集水样进行实验室分析，重点关注与潜在污染源相关的指标（如特定工业污染物、重金属、农药残留、粪大肠菌群等）。

（三）工程状态监测

1.大坝变形监测：

监测目标：实时监测大坝的变形（水平位移、垂直位移）和沉降，评估大坝结构安全，及时发现异常变化。

监测点位：沿大坝轴线布设，应包括坝顶、坝坡、坝基等关键部位。每个断面至少设3个以上的观测点。

监测设备：全球定位系统（GPS）接收机、全站仪、水准仪、测斜仪、测缝仪等。

监测方法：

GPS测量：用于监测地表点的水平位移，精度较高。

全站仪测量：用于精确测量固定点之间的距离和角度变化。

水准测量：用于监测点的垂直位移和沉降。

测斜仪：安装在坝体内，用于监测坝体的水平变形（侧向位移）。

测缝仪：用于监测坝体接缝或结构裂缝的开合度。

监测频率：正常运行期根据变形速率设定，一般每年或每半年一次；出现异常情况或汛期应加密监测，甚至进行连续监测。

数据分析：对监测数据进行整理、分析，绘制变形过程线，与设计值和允许值进行比较，评估大坝安全状态。

2.渗漏监测：

监测目标：掌握大坝、坝基、库岸的渗漏情况，防止发生渗透破坏，确保水库安全。

监测点位：沿大坝轴线、绕坝渗流区、坝基、库岸等重点部位。

监测设备：渗压计（量水头）、测斜仪（监测渗流方向）、土壤湿度计、量水堰/量水槽（用于监测渗流量）。

监测方法：

渗压计监测：测量浸润线或渗流压力水头的变化。

测斜仪监测：监测渗流方向和路径。

土壤湿度监测：监测坝体或坝基土体的含水量变化。

渗流量监测：在坝体底部或坝基渗出口设置量水设施，测量渗漏水量。

监测频率：正常运行期通常每月或每季度一次；汛期或雨后应加强监测。

数据分析：分析渗压、渗流量、土壤湿度的变化规律，与历史数据和设计标准对比，判断渗漏状态是否正常。

3.防护设施检查：

监测目标：检查大坝护坡、排水设施、护坦、海塘（如有）、溢洪道、放水洞、闸门等附属工程的完好性，确保其功能正常。

检查内容与项目清单：

大坝护坡：检查是否有塌方、滑坡、裂缝、植物破坏、侵蚀等现象。

排水设施：检查排水沟、排水管、反滤层是否通畅、有无堵塞、损坏。

护坦：检查是否冲刷、淘蚀，防冲设施是否完好。

海塘/坝肩：检查是否渗漏、滑坡、蚁穴等。

溢洪道：检查进水口、控制段、泄水槽、消能设施是否有损坏、淤积、冲刷。

放水洞/闸门：检查洞身、闸门体、启闭设备是否锈蚀、损坏、漏水，闸门启闭是否灵活。

观测设施：检查各类观测仪器（如水位计、测缝仪、渗压计等）的安装是否牢固、保护是否良好、有无损坏。

检查方法：人工定期巡检为主，结合无人机航拍、视频监控等技术手段。

检查频率：正常运行期每年至少一次全面检查，汛前、汛后应进行重点检查。特殊部位（如泄洪设施）应增加检查频次。

记录与处理：详细记录检查结果，绘制检查图，对发现的问题拍照存档，制定维修计划并及时处理。

三、监测方法

（一）自动化监测

1.系统组成：自动化监测系统通常包括传感器/监测设备、数据采集仪（DAU）、数据传输网络（如有线/无线）、中心数据服务器和处理软件。

2.设备选型：根据监测内容选择合适的、性能稳定可靠的传感器和采集仪。注意设备的量程、精度、稳定性、抗干扰能力及环境适应性（如防水、防尘、耐高低温）。

3.安装布设：按照设计要求和技术规范进行传感器和采集仪的安装，确保安装位置正确、稳固，并做好防护措施。布设时要考虑信号传输的可靠性。

4.标定与校准：所有自动化监测设备在安装后和定期使用过程中，都必须进行严格的标定和校准，确保测量数据的准确性。建立设备标定档案。

5.数据传输与存储：确保数据采集仪能按设定时间间隔自动采集数据，并通过有线（如光纤）或无线（如GPRS/4G、LoRa、NB-IoT）方式将数据稳定传输至中心服务器。服务器端需配置可靠的数据存储和备份机制。

6.平台软件：使用专业的监测软件平台，实现数据的实时显示、曲线绘制、统计分析、阈值报警、报表生成等功能。平台应具备用户权限管理功能。

7.供电保障：对于野外安装的设备，需考虑可靠的供电方案，如太阳能供电系统、市电接入等，并配备备用电源（如蓄电池）。

（二）人工巡检

1.巡检路线与区域：根据水库特点和监测重点，规划合理的巡检路线，覆盖大坝、库岸、主要泄洪和放水设施等所有关键区域。

2.巡检内容清单：每次巡检需检查的项目应包括（但不限于）：

水位、流量设施外观及运行状态。

水质采样点情况，有无漂浮物或堵塞。

大坝外观：有无裂缝、渗水、变形、滑坡、蚁穴、植物异常生长。

坝坡和坝基：有无冲刷、坍塌、蚁穴。

排水设施：有无堵塞、损坏、渗漏。

溢洪道、泄洪洞、放水洞：进出口有无堵塞、冲刷、损坏，闸门有无异常，启闭设备是否灵活。

观测设施：仪器保护箱是否完好，仪器外观有无损坏。

库岸周边：有无新的排污口、垃圾堆放、违章建筑、地质灾害隐患。

照明、警示标志、消防设施等附属设施是否完好。

3.巡检记录：使用统一的巡检记录表格，详细记录检查时间、地点、天气、巡检人员、各项检查结果（正常记“√”，异常记“×”并描述具体情况）、发现问题及处理措施。附照片作为佐证。

4.巡检频率：正常运行期每月至少一次全面巡检；汛期应增加频次，如每周或每日巡检重点部位；枯水期可适当降低频次，但需加强库岸巡查。根据需要可安排夜间巡检。

5.安全要求：巡检人员必须接受安全培训，熟悉水域情况和安全操作规程。携带必要的防护用品（救生衣、雨鞋、手电筒等）和工具（测绳、锤子、相机等）。注意天气变化和水情，遵守“安全第一”原则。发现危险情况立即停止巡检并报告。

（三）遥感监测

1.数据源选择：可利用卫星遥感影像（如光学卫星、雷达卫星）和无人机遥感系统获取数据。根据监测需求选择合适的分辨率和覆盖范围。

2.监测内容应用：

库区变化监测：通过对比不同时相的影像，监测水体面积变化、库岸线变迁、库区冲淤情况、植被覆盖变化等。

水位变化估算：通过分析高分辨率光学影像或雷达影像，结合地形数据，估算不同水位下的淹没范围和水位高度。

洪水淹没范围评估：在洪水发生后，利用灾后遥感影像快速评估洪水淹没范围和程度。

库岸稳定性分析：监测库岸是否存在滑坡、坍塌等地质灾害迹象。

人类活动监测：监测库岸周边是否存在违章建筑、垃圾倾倒等人类活动影响。

3.数据处理与分析：需要使用遥感图像处理软件（如ERDASIMAGINE、ENVI等）进行影像预处理（几何校正、辐射校正）、图像融合、变化检测、信息提取等操作。

4.应用要求：遥感监测结果通常作为辅助信息，用于宏观评估、趋势分析或验证其他监测数据。对于需要精确量测的情况，应结合地面实测数据进行校准和验证。

四、数据分析和应用

（一）数据处理

1.数据质量控制：对所有采集的监测数据进行完整性、一致性、有效性检查。剔除明显错误数据（如传感器故障、传输错误导致的异常值）。对可疑数据进行分析判断。

2.数据整理与存储：将通过不同方法获取的数据进行统一格式转换和整理，建立结构化的数据库进行存储。数据库应包含数据表、字段说明、时间戳、点位信息、设备信息等元数据。

3.数据计算与转换：对原始数据进行必要的计算和转换，如将水位差转换为水头、将电压/电阻信号转换为工程量（如流量、渗压）、计算水质指标浓度等。

4.统计分析：对监测数据进行统计描述（如均值、最大值、最小值、标准差）和趋势分析（如线性回归、时间序列分析），揭示水库运行状态的动态变化规律。

5.数据可视化：利用图表（如折线图、柱状图、散点图）、曲线、地图等可视化手段展示监测数据和分析结果，使其更直观易懂。

（二）预警发布

1.阈值设定：根据水库设计标准、安全规定、管理要求以及历史数据，为各项监测指标设定预警阈值（如警戒水位、最大允许位移、最大允许渗漏量、水质超标限值等）。阈值应分级（如蓝色、黄色、橙色、红色），对应不同的预警级别。

2.报警触发：监测系统或分析软件自动将实时监测数据与设定的阈值进行比较，当数据超过阈值时自动触发报警。

3.报警信息生成：自动生成报警信息，内容包括：预警级别、报警时间、报警点位/指标、当前数值、超限数值、阈值、简短原因说明等。

4.报警发布渠道：通过预设的渠道发布报警信息，确保及时传达给相关管理人员和部门。渠道可包括：

监测中心屏幕显示。

手机短信、微信、APP推送。

语音报警。

自动电话通知。

简报、邮件。

5.应急响应：明确不同预警级别下的应急响应流程和措施。