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汛期水库大坝安全监测为何加速走向数字孪生？

汛期水库大坝安全监测为何加速走向数字孪生？

发布时间：

2026-08-20 08:12:09

来源：

2026年汛期的安全考验

2026年8月，第13号台风"白海豚"先后在浙江玉环、乐清登陆，长路径降雨造成多地内涝。河南省遭遇入汛以来最大考验，暴雨覆盖全省大部，沙颍河发生2026年第1号洪水。汛期极端天气频发，水库大坝安全监测的压力陡然增大，传统人工巡查模式的局限性暴露无遗。

传统水库安全监测主要依赖人工巡视和定期观测。受人员力量、地域条件限制，人工巡查很难对每一处水库实现全天候动态监管，部分隐患难以及时掌握。水位、流量、雨量等海量数据从全省数千处监测站点汇集后，仍需人工分析研判，决策时效性严重不足。面对超标准洪水，"经验防御"模式往往力不从心。

正是在这样的背景下，数字孪生技术加速进入水库大坝安全监测领域。2026年水利部持续推进数字孪生水利平台建设，多地实践表明，从"经验防御"向"数智防御"的转变正在发生，数字孪生正在成为汛期水库安全的新防线。

数字孪生的"四预"体系

数字孪生水库的核心是构建"监测、预报、预警、预演、预案"全链条智慧业务体系。在监测环节，通过GNSS位移监测站、渗流监测仪、雨量计、水位计等自动化感知终端，实现对大坝变形、渗流、水位、降雨量等关键参数的24小时连续采集。数据实时回传至数字孪生平台，形成水库的"数字镜像"。

在预报环节，平台接入气象预报和水文模型，结合实时监测数据，滚动预测未来24至72小时的水位变化和来水过程。在预警环节，当预测水位或变形量超过预设阈值时，系统自动发布预警信息，推送至防汛责任人移动端。在预演环节，平台通过调度模型模拟不同泄洪方案的效果，支撑调度决策。在预案环节，根据预演结果自动匹配应急预案，实现从"被动应对"到"主动调控"的转变。

安徽省运用已建数字孪生防洪"四预"系统，实时分析防汛风险、滚动模拟调度方案、精准发布预警信息、科学支撑调度决策，实现由"经验防御"向"数智防御"转变。嘉兴水利部门构建数字孪生水利平台，统筹南排骨干水利工程科学调度，以数字化科技力量为超标准洪水防御提供支撑。

自动化监测技术的实战落地

数字孪生的底层支撑是自动化监测技术。GNSS位移监测是大坝变形监测的核心手段，通过在大坝坝顶、坡面等关键位置安装北斗高精度定位终端，实现毫米级三维位移连续监测。与传统大地测量相比，GNSS监测不受天气和通视条件限制，汛期暴雨、大雾等恶劣环境下仍可正常工作，数据采集频率从传统每月一次提升至每小时甚至每分钟一次。

渗流监测是大坝安全监测的另一关键指标。通过在坝体内部安装渗压计和渗流量计，实时监测坝体浸润线位置和渗流量变化，当渗流量突然增大或浸润线异常升高时，系统自动预警可能存在的管涌或流土风险。此外，裂缝监测、倾斜监测等传感器协同部署，形成覆盖大坝整体的安全监测感知网络。

重庆高新区2026年汛期实践中，已建成17处自动化水雨情监测点，覆盖全部中型以上水库。监测数据直连区级智慧水利平台，异常水质波动3分钟内触发溯源指令，实现从"保安全"向"保安全加保生态"双目标跃升。龙岩市水库管理中心上半年完成自动化监测试点项目，实现水库管护从传统人工模式向数字化、智能化现代管护模式跨越式升级。

从单点监测到全域感知的升级路径

水库大坝安全监测的数字化升级不是简单的"传感器加平台"，而是从单点监测到全域感知的系统工程。完整的数字孪生水库监测体系应包含三个层次。感知层部署GNSS位移站、渗流监测仪、雨量计、水位计等传感器，采集大坝变形、渗流、水文、气象等多维度数据。通信层采用4G或北斗短报文双通道传输，确保汛期断网时数据不中断。平台层汇聚治理多源数据，构建大坝数字孪生模型，实现安全评估、风险预警和调度决策。

天玑科技在线安全监测系统覆盖大坝变形、渗流、裂缝、倾斜等多参数监测，传感器数据通过双通道通信实时回传平台，平台内置预警模型和调度分析模块，支持"四预"全链条业务流程。系统已在多个水库和尾矿库项目中落地应用，汛期监测数据连续可靠，为防汛调度决策提供了数据支撑。

2026年8月即将召开的人工智能与水利水电应用技术交流大会上，"智能大坝数字孪生安全监测智能管理系统建设与实践"和"水库大坝GNSS监测精度测试与影响因素初探"等报告已被列入议程，反映出行业对数字孪生大坝安全监测的高度关注。水利部信息中心专家将分享数智技术赋能水利高质量发展的思考，标志着数字孪生正在从试点探索走向规模化应用。

从行业趋势看，水库大坝安全监测的数字孪生化正在从大型水库向中小型水库延伸。传统模式下，中小型水库监测投入有限，人工巡查是主要手段。随着传感器成本下降和平台技术成熟，一套覆盖变形、渗流、水位的自动化监测系统投入已可控制在合理范围。对基层水管单位而言，数字化升级不是遥不可及的前沿科技，而是汛期保安全的务实选择。

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