問い合わせシルトダム監視・早期警戒システム
リリース時間：
2022-04-28
I. 背景情報
シルト保持ダムは、土壌浸食が起こりやすい地域の高低差のある谷間に建設される土製構造物で、主にシルトを保持し、肥沃な土地を造成することを目的としています。その主な機能には、洪水の抑制、シルトの保持、土地改良、水の貯蔵、黄河における堆積物の減少、土壌浸食の防止、農地の開発、そして農業生産の促進が含まれます。
現在、中国の黄土高原地域には58,776基の砂防ダムがあります。これらのダムは数が多く広範囲にわたって設置されており、建設基準が低く、洪水時の放流施設も不十分なため、洪水期の集中豪雨時には浸水被害を受けるリスクが非常に高くなっています。また、特に情報技術を活用した管理手法が遅れており、これにより洪水対策の負担が重くなり、管理上の大きなプレッシャーが生じ、規制責任の実施にも困難が伴っています。
黄河流域の生態保護と高品質発展計画の概要を徹底的に実施し、黄土高原地域における砂防ダムの安全管理能力と基準を向上させ、安全な洪水対策および砂防ダムの精密な監督を支援するため、水資源省の取り決めと配置に従い、各省・市が相次いで砂防ダムの安全監視および情報管理システムの構築に着手しました。
II. システムの紹介
シルト保持ダムは、ダム本体、洪水吐き、および放水構造からなり、ダム本体とダムサイトが一体となった構成をとっています。
シルト貯留ダムの構造とそれがもたらす課題を踏まえ、遠隔計測、自動的な遠隔データ取得、データ処理、データ分析、さらには早期警戒・予測機能を統合した監視・早期警戒システムを構築し、シルト貯留ダムの管理を向上させます。
1. 感知層：本システムは、最新のセンサー技術を最大限に活用し、各土砂ダムに独自に雨量計監視、水位監視、浸透圧監視、浸透流量監視、ダム本体変形監視、および環境画像・映像監視を展開しています。
2. 伝送層：システムは、4G/5G/LoRaなどによる無線ネットワークを活用し、現場の感知データを監視センターに完全に伝送します。
3. データ処理：ソフトウェアシステムは、データを処理し、統計を取り、集約し、分析します。
4. アプリケーション層：管理ユニットおよびスタッフは、クライアントやアプリなどを通じてリアルタイムで包括的かつ視覚化されたデータを活用し、土砂ダムにおける既存または潜在的な事故に迅速に対応・対処することで、土砂ダムの安全管理を強化し、生産活動ならびに人命と財産の安全を確保します。
III. 監視ステーション
1. 水位監視：水位計を用いて、堆積物貯留ダム内の現在の水位をリアルタイムで自動的に監視し、水位の変動を即座に把握することで、洪水の貯留や灌漑計画の意思決定を支援します。
2. 降雨監視：豪雨による土砂崩れや水害などの災害を防ぐため、転倒型バケツ式雨量計を活用して降雨を監視し、堆積物保持ダム周辺の降雨強度を迅速かつ包括的に把握。これにより、積極的な防災対策能力を高めます。
3. ダム本体の浸透圧および浸透監視：ダム本体が貯水された後、ダム本体内では上流から下流へと浸透水流が発生します。浸透水により土壌が飽和状態となり、せん断強度や滑動に対する抵抗力が低下し、結果としてパイピング、土砂流出、ずれなど、浸透による変形を引き起こします。
浸透圧計は、浸透水の圧力を監視するために使用され、またウェア流量計は、顕著な流れを伴う浸透水の流量を測定するために用いられ、これによりダム本体内部状態の安定性を動的にモニタリングすることが可能となる。
4. ダムの変形監視：一般的に、高精度の北斗衛星測位システムを基にしたGNSS受信機が使用され、土砂ダム本体および両側の斜面の全体的な安定性をリアルタイムで監視し、土砂ダムの健全な運転を確保します。
5. ビデオ監視：高精細ネットワークカメラをダムの頂部または安定した斜面に設置し、土砂ダム周辺環境の画像および映像をリアルタイムで監視します。これにより、定期的な遠隔点検が可能となり、水害発生時に現場のリアルタイム映像に即座にアクセスできます。
ハードウェア構成
4. ソフトウェアプラットフォーム
シルトダム安全監視管理システムは、シルトダムの特性および規制要件に特化して開発された可視化ソフトウェアプラットフォームです。クラウドプラットフォームのB/Sアーキテクチャ、分散型デプロイメント、モジュール設計、および標準APIインターフェースを採用しています。
データ可視化
ビデオ監視の概要、早期警報情報、オンライン中のデバイス数、問題対応の進捗状況などを総合的に表示。
土砂ダムのリアルタイム監視詳細
環境パラメータ、内部状態、外観など、多角的なデータを収集する本システムは、主要な指標をリアルタイムで包括的に可視化します。また、土砂貯留ダムの安全な運転とメンテナンスに向け、迅速かつ直感的に重要情報を把握できるよう、タイムリーで正確かつ包括的なデータサポートを提供します。
グラフィカル曲線表示と統計的分析
さまざまな監視ステーションからの歴史データおよびリアルタイムデータに対して統計分析を実施します。主要な監視パラメーターのデータ変動傾向を視覚的に表示します。さまざまな統計分析手法を通じて、専門技術者や専門家にデータ面での支援を提供します。リスト表示、折れ線グラフ表示、棒グラフ表示のオプションをサポートし、レポートのエクスポート機能も備えています。
リアルタイム動画
現場カメラのリアルタイム映像にアクセスすることで、シルトダムの安全な運転を迅速かつ直感的に監視できます。異常が発生した際には、監視担当者が即座に具体的な事象に対応でき、緊急時の対応能力が向上し、運用効率も改善されます。
5. ソリューションの価値
① 24時間365日の遠隔自動監視を可能にします。
② 知的監視と早期警報：監視対象データが事前に設定された警戒閾値を超えると、システムはアラーム通知を発信します。
③ データのセキュリティと信頼性：データは、デバイス内やクラウドベースのストレージを含め、複数のセキュリティレベルにまたがって保存できます。
④ 低消費電力設計：太陽光発電とバッテリー駆動システムを組み合わせており、遠隔の山間地域など、さまざまな環境に適しています。
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