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基于物联网技术的库区声学泥沙自动跟踪监测预警系统研发及应用

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完成单位:华能澜沧江水电股份有限公司乌弄龙·里底水电厂,中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司

登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-2-***

登记年份:2025

发布时间:2025-07-22

成果主要完成人

陈碧辉、张云广、郭 彪、何 兴、贺 喜、夏旭东、李兆明、孙红亮

项目概况

在水电行业的发展进程中,库区泥沙淤积问题始终是影响电站安全稳定运行以及库容有效利用的关键因素。传统的泥沙监测手段存在诸多局限性,难以实现实时、准确的监测。 从管理层面来看,传统监测方式获取的数据分散且缺乏系统性,导致信息传递不及时、不准确,使得电站管理人员难以及时掌握泥沙淤积状况,制定有效处理措施,增加了管理成本与决策风险。 从技术角度而言,常规监测技术在面对复杂的库区环境时,监测精度和频率难以满足实际需求。例如,人工测量效率低,受环境因素影响大,数据的时效性和可靠性较差;部分传统监测设备无法适应恶劣的自然条件,稳定性不足,导致监测数据存在较大误差。这些管理和技术问题严重制约了电站的高效运行和长期发展,因此,研发一套先进的泥沙淤积监测预警系统迫在眉睫。 乌弄龙、里底两电站作为目前澜沧江已投产发电的最上游电站,过流水体泥沙含量高,同时受德维二级路修建,石渣下江等影响,库区部分河段断面较原设计时发生了很大变化。为能更精确地掌握库区泥沙淤积情况和排沙孔工作状态,保证电站正常工作所需库容,并动态掌握坝前重要部位泥沙淤积情况,提出乌弄龙、里底电站坝前重要部位泥沙淤积状态实时监控及预警系统研究项目,开展基于物联网技术的声学泥沙自动跟踪监测预警系统研发、实测数据处理分析可视化平台研发、坝前水工结构泥沙淤积预警及规律研究等工作。如何能实时跟踪监测坝前和库区泥沙淤积情况并在关键时刻作出预警,是该研究项目的关键。 本成果聚焦于水电领域泥沙淤积监测难题,自主研发了一套集多种先进功能于一体的泥沙淤积自动跟踪监测预警系统。通过融合物联网、智能控制等前沿技术,实现了软、硬件之间的高效协同,提升了监测稳定性。首创性地将“声学探测 + 物联网技术”应用于水电领域,达成泥沙高频可视化监测。系统具备实时监测、预警报警、状态监控以及报告生成等功能,能及时准确推送淤积警示信息,可视化展示变化趋势,为大坝安全运行和库容保障提供坚实支撑。填补了水电站库区泥沙淤积数智化管理的行业空白,进一步提升了智慧电厂运行水平。 粗略计算,每年可为电厂节约显性成本160万元,增加发电效益270万元。此外,该系统可在行业内推广应用,有助于提高整个水电行业的泥沙监测水平,推动行业技术变革,具有良好的社会效益。