“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)—“地”（水土保持站、視頻站）

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       2026年全國(guó)水利工作會(huì)議上，水利部部長(zhǎng)李國(guó)英發(fā)布重要講話，針對(duì)“十五五”目標(biāo)實(shí)施，提到繼續(xù)完善“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知系統(tǒng)，同時(shí)針對(duì)2026年水利重點(diǎn)工作，要系統(tǒng)謀劃推進(jìn)數(shù)字孿生水利體系建設(shè)，構(gòu)建“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知系統(tǒng)。

（一 ）水土保持監(jiān)測(cè)站

       水土保持監(jiān)測(cè)站（簡(jiǎn)稱(chēng)水保站），是指布設(shè)在典型水土流失區(qū)域（如坡耕地、荒坡、溝壑、開(kāi)發(fā)建設(shè)區(qū)等），用于監(jiān)測(cè)降雨-徑流-泥沙全過(guò)程的綜合性觀測(cè)站點(diǎn)，其核心是量化水土流失量，評(píng)估生態(tài)脆弱性，驗(yàn)證治理措施效果。

       水保站主要監(jiān)測(cè)要素較多，包括：降雨量、徑流量、泥沙量/含沙量、土壤含水量、植被覆蓋度、地形微變化（如坡面沖刷深度）、部分高級(jí)站點(diǎn)還監(jiān)測(cè)水質(zhì)（氮、磷、COD等面源污染物）。

水保站主要技術(shù)特點(diǎn)

1、多要素耦合觀測(cè)

       同步采集“雨–流–沙–土–植”五維數(shù)據(jù)，完整刻畫(huà)水土流失過(guò)程；泥沙測(cè)量方式包括：人工采樣+烘干稱(chēng)重（傳統(tǒng)）、濁度計(jì)/光學(xué)含沙量傳感器（自動(dòng)，精度±5%）、超聲波泥沙儀（適用于高含沙水流）等。

2、自動(dòng)化與智能化升級(jí)

       新一代水保站集成翻斗式雨量計(jì)、超聲波/雷達(dá)流量計(jì)（測(cè)徑流）、在線泥沙傳感器、土壤墑情與氣象六要素，數(shù)據(jù)通過(guò)4G/北斗實(shí)時(shí)回傳，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控與異常報(bào)警。

3、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

       徑流小區(qū)嚴(yán)格按《水土保持監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程》（SL 277）建設(shè)，面積：5 m × 20 m（標(biāo)準(zhǔn)）、坡度：5°、10°、15°、20°等，邊界設(shè)隔水墻，防止側(cè)向匯流干擾。

4、長(zhǎng)期穩(wěn)定性與抗災(zāi)能力

       沉沙池、集流槽采用混凝土結(jié)構(gòu)，耐沖刷；傳感器防泥沙堵塞設(shè)計(jì)（如自清洗噴嘴）；北斗通信保障極端暴雨期間數(shù)據(jù)不中斷。

5、模型驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)融合

       監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接用于率定RUSLE（修正通用土壤流失方程）、WEPP等模型參數(shù)；與遙感反演的年均土壤侵蝕模數(shù)進(jìn)行交叉驗(yàn)證。

水土保持監(jiān)測(cè)站典型應(yīng)用場(chǎng)景

1、國(guó)家重點(diǎn)治理工程評(píng)估

       在黃土高原、長(zhǎng)江上游、東北黑土區(qū)監(jiān)測(cè)梯田、林草措施的減沙率（如淤地壩減沙可達(dá)80%以上）。

2、生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)管

       公路、風(fēng)電、房地產(chǎn)項(xiàng)目周邊布設(shè)臨時(shí)水保站，監(jiān)督“先攔后棄、先擋后堆”落實(shí)情況。

3、生態(tài)補(bǔ)償與考核

       為“水土保持目標(biāo)責(zé)任考核”提供客觀數(shù)據(jù)（如省級(jí)政府生態(tài)文明考核指標(biāo)）。

4、面源污染溯源

       監(jiān)測(cè)徑流中氮、磷、農(nóng)藥流失量，支撐農(nóng)業(yè)面源污染治理。

5、氣候變化影響研究

       分析極端降雨事件頻率增加對(duì)水土流失強(qiáng)度的影響趨勢(shì)。

6、數(shù)字孿生小流域建設(shè)

       作為“虛擬小流域”的數(shù)據(jù)底座，模擬不同治理情景下的減沙效益。

       水保站雖扎根于坡地溝壑之間，卻是“天空地水工”一體化感知體系中守護(hù)綠水青山的“生態(tài)哨兵”。它將抽象的“水土流失”轉(zhuǎn)化為可測(cè)量、可比較、可考核的科學(xué)數(shù)據(jù)，在生態(tài)文明建設(shè)、災(zāi)害防控、耕地保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用。

       隨著智慧水利向縱深發(fā)展，水保站正從“科研觀測(cè)點(diǎn)”升級(jí)為“智能感知網(wǎng)”，成為新時(shí)代“人與自然和諧共生”現(xiàn)代化治理的重要基石。

 

（二 ）視頻監(jiān)測(cè)站

       視頻站是指布設(shè)在河道、水庫(kù)、堤防、閘壩、山洪溝、水源地等水利關(guān)鍵部位，集成高清攝像機(jī)、云臺(tái)、補(bǔ)光燈、通信模塊、邊緣計(jì)算單元和供電系統(tǒng)的自動(dòng)化視頻監(jiān)控站點(diǎn)，是以高清視頻圖像采集與智能分析為核心手段的現(xiàn)代化水利感知設(shè)施。

       視頻站通過(guò)可視化、智能化的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)河湖水域、水利工程、山洪溝道、重點(diǎn)險(xiǎn)工險(xiǎn)段等關(guān)鍵區(qū)域的全天候、遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)監(jiān)控，顯著提升水利行業(yè)“看得見(jiàn)、看得清、看得懂”的能力，是“看得見(jiàn)的水利神經(jīng)末梢”，將物理世界的水利場(chǎng)景實(shí)時(shí)映射到數(shù)字空間，是“人防+技防”融合的關(guān)鍵支撐。

視頻站主要技術(shù)特點(diǎn)

1、高清化與全天候能力

       支持4K超高清分辨率，可清晰識(shí)別500米外人員活動(dòng)；紅外+激光雙模夜視，實(shí)現(xiàn)晝夜無(wú)縫監(jiān)控；透霧、強(qiáng)光抑制技術(shù)，適應(yīng)雨、霧、逆光等復(fù)雜氣象條件。

 

2、智能分析與邊緣計(jì)算

現(xiàn)代視頻站普遍集成AI能力，算法包括：

       1）水位自動(dòng)識(shí)別：通過(guò)AI讀取水尺刻度，精度達(dá)±2 cm，替代部分水位站。

       2）漂浮物檢測(cè)：自動(dòng)識(shí)別垃圾、死畜、油污等，觸發(fā)告警。

       3）非法行為識(shí)別：抓拍非法采砂、排污、垂釣、游泳、侵占河道等行為。

       4）工程狀態(tài)監(jiān)測(cè)：識(shí)別閘門(mén)開(kāi)度、大壩裂縫（需高分辨率+定期比對(duì)）、圍擋破損等。

       5）人群聚集預(yù)警：在水庫(kù)、網(wǎng)紅野游點(diǎn)監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)聚集行為。

 

3、多通信冗余保障

       主通道：4G/5G/光纖；應(yīng)急通道：北斗短報(bào)文（在公網(wǎng)中斷時(shí)可發(fā)送關(guān)鍵圖像摘要或告警）；支持?jǐn)嗑W(wǎng)續(xù)傳、低帶寬壓縮。

 

4、遠(yuǎn)程可控與聯(lián)動(dòng)能力

       支持遠(yuǎn)程云臺(tái)控制（上下左右旋轉(zhuǎn)、變焦），可與雨量站、水位站、廣播站聯(lián)動(dòng)。

       例如：當(dāng)雨量超閾值 → 自動(dòng)調(diào)轉(zhuǎn)攝像頭對(duì)準(zhǔn)山洪溝 → 啟動(dòng)村級(jí)預(yù)警廣播。

 

5、標(biāo)準(zhǔn)化接入與平臺(tái)融合

       符合《水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（SL/T 809），視頻流接入省級(jí)水利視頻云平臺(tái)或全國(guó)數(shù)字孿生流域平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“一圖統(tǒng)覽”。

視頻站典型應(yīng)用場(chǎng)景

1、河湖“清四亂”監(jiān)管

       自動(dòng)識(shí)別亂占、亂采、亂堆、亂建，支撐河長(zhǎng)制督查（如長(zhǎng)江、黃河岸線監(jiān)控）。

2、山洪災(zāi)害防御

       實(shí)時(shí)查看山洪溝水流狀態(tài)，確認(rèn)是否成災(zāi)，避免“盲報(bào)”；配合預(yù)警廣播勸離群眾。

3、水庫(kù)大壩安全巡查

       遠(yuǎn)程檢查壩面、溢洪道、輸水洞有無(wú)裂縫、滲漏、堵塞。

4、城市內(nèi)澇應(yīng)急

       監(jiān)控下穿立交、隧道積水情況，指導(dǎo)交警封路與排澇調(diào)度。

5、飲用水源地保護(hù)

       全天候監(jiān)控一級(jí)保護(hù)區(qū)，防止非法垂釣、游泳、排污。

6、水利工程調(diào)度可視化

       遠(yuǎn)程確認(rèn)閘門(mén)實(shí)際開(kāi)度，驗(yàn)證調(diào)度指令執(zhí)行情況。

7、水行政執(zhí)法取證

       對(duì)非法采砂船、排污口進(jìn)行視頻固證，支撐行政處罰。

8、公眾服務(wù)與科普

      開(kāi)放部分景觀河道視頻（如都江堰、三峽），提升公眾參與感。

視頻站在水利行業(yè)的具體作用

1、提升“四預(yù)”能力

       預(yù)報(bào)：視頻輔助驗(yàn)證降雨是否形成地表徑流；

       預(yù)警：可視化確認(rèn)風(fēng)險(xiǎn)真實(shí)存在，減少誤報(bào)；

       預(yù)演：在數(shù)字孿生平臺(tái)中疊加實(shí)時(shí)視頻，增強(qiáng)情景真實(shí)性；

       預(yù)案：基于視頻研判啟動(dòng)相應(yīng)應(yīng)急響應(yīng)等級(jí)。

2、強(qiáng)化水利工程運(yùn)行安全

       替代部分人工巡檢，降低高危環(huán)境作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班、少人值守”的現(xiàn)代化水庫(kù)管理模式。

3、支撐水行政執(zhí)法與河湖管理

       提供不可抵賴的視聽(tīng)證據(jù)，提升執(zhí)法權(quán)威性與效率；助力“智慧河長(zhǎng)”平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題“發(fā)現(xiàn)–交辦–整改–反饋”閉環(huán)。

4、推動(dòng)數(shù)字孿生流域建設(shè)

       視頻是構(gòu)建“物理流域–數(shù)字流域”映射關(guān)系的最直觀數(shù)據(jù)源；在三維場(chǎng)景中嵌入實(shí)時(shí)視頻窗口，實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)融合”。

5、服務(wù)公眾安全與應(yīng)急響應(yīng)

       在節(jié)假日、汛期對(duì)網(wǎng)紅野景點(diǎn)、涉水景區(qū)進(jìn)行人流監(jiān)控；與公安、應(yīng)急部門(mén)共享視頻資源，提升聯(lián)防聯(lián)控能力。

       視頻站作為“天空地水工”一體化感知體系中的“千里眼”，不僅解決了傳統(tǒng)水文監(jiān)測(cè)“只見(jiàn)數(shù)字、不見(jiàn)實(shí)景”局限，更通過(guò)可視化+智能化賦能水利全業(yè)務(wù)鏈條，既是安全防線哨兵，也是數(shù)字孿生的窗口，更是公眾信任的橋梁。

       隨著AI、5G、北斗等技術(shù)深度融合，視頻站正從“被動(dòng)監(jiān)控”邁向“主動(dòng)預(yù)警、智能決策”的新階段，成為現(xiàn)代水利治理體系不可或缺的“視覺(jué)中樞”。

       “地”是“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知體系的地面感知基石，通過(guò)密集布設(shè)、智能互聯(lián)、實(shí)時(shí)傳輸?shù)牡孛姹O(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，為水利全業(yè)務(wù)提供可信、精準(zhǔn)、及時(shí)的原位觀測(cè)數(shù)據(jù)。它不僅是傳統(tǒng)水文站網(wǎng)的數(shù)字化升級(jí)，更是數(shù)字孿生水利實(shí)現(xiàn)“虛實(shí)互動(dòng)、以虛控實(shí)”的關(guān)鍵支撐，是現(xiàn)代水利從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”邁向“數(shù)據(jù)+模型驅(qū)動(dòng)”的核心基礎(chǔ)設(shè)施。

 

 

來(lái)源：公眾號(hào)毅觀察