水利是巨大的行业和产业，为全面推进落实水利部“智慧水利”体系建设总目标，推进 3S、5G、BIM、数字孪生、云计算、物联网、大数据、人工智能等新技术在水利中的应用，按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求，推进算据、算法、算力建设，建设数字孪生流域和数字孪生水利工程，加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系。大力推进数字孪生水利建设势在必行，数字孪生流域和数字孪生水利建设突破了传统信息化的局限和建设模式。

无论是智慧水利还是数字孪生水利建设，对于水利管道的健康监测尤为重要，那么智慧水利管道健康感知技术有哪些呢？在这里我们综合国内部分的智慧水利管道健康感知技术分析及应用做一个阐述，主要有以下十点技术。

一、分布式光纤监测预警技术

（1）分布式光纤振动监测预警技术。2007年，英国OptaSense公司开始研发DAS（Distributed fiber Acoustic Sensing，分布式光纤声波传感）系统，并进行世界上首ci管道泄漏检测。国内相关单位相继开展DAS科研攻关和应用，利用同沟敷设的通信光缆，可实现对管道全方位实时泛在感知监测。

（2）分布式光纤测温监测预警技术。2019年，国内引进该技术在中俄东线北段高后果区现场试用，2020年在中俄东线中段、南段现场应用。利用同沟敷设通信光缆，对人口密集型高后果区、地势起伏地段管段实时监测。

（3）分布式光纤应变监测预警技术。2002年，瑞士Omnisens公司在柏林盐水管道开始应用，取得较好效果。2019年，国内引进该技术在港枣线煤矿采空区开展研究。采取单独敷设紧固式光缆，对需要监测的管段（如地震断裂带、软土地基等处）进行实时监测。

二、声波传感器监测技术

（1）光纤声波传感器测漏技术

利用光纤水听器进行管道泄漏声音监测。将光纤声波传感间（光纤水听器）隔一定距离（500~1000米）布置在供水管道表面，用声波定位法测量两传感器之间的泄漏点。

（2）电学声波传感器测漏技术

利用压电水听器进行管道泄漏声音监测。压电陶瓷水听器（每隔500~1000米）布设于供水管道上进行管网泄漏噪声侦听，通过对声信号处理的分析判断漏点位置和大小，采取定位算法和模式识别算法精准等位。压电陶瓷水听器前端传感，为管道现场自动化采集前端数据无线网络传输技术，无缝链接管道现场自动化数据采集和控制中心。

三、振弦式应力应变监测技术

20世纪30年代，振弦式应变计在国外问世。20世纪70年代，我国大坝、桥梁、公路等土木工程中得以应用。近年来，随着高强钢管道里程不断增加，途经地质灾害区越来越多，该技术广泛应用于供水管道本体监测上。

四、无人机巡护技术

近年来，随着无人机技术、通信技术和人工智能技术的发展，无人机所具有的长距离、即时传输、即时识别报警等优势，在长输供水管道巡护业务中得到体现。目前由于受空域禁飞和续航能力限制，无人机巡护还不能做到全天候实时监测管道。

五、卫星监测技术

星载InSAR（合成孔径雷达干涉测量）技术。InSAR技术zui早始于20世纪60年代，21世纪初国外开始用其对管道沿线地表变形与管道基础设施进行监测，均取得较好效果。我国应用研究起步较晚，近10年取得较大进展，在国土、公路、铁路等领域开展地表变形监测，油气、供水管道行业还处在理论研究和技术探索阶段。

六、光学卫星影像

20世纪80年代中期到21世纪，国际光学卫星影像经历了从胶片返回向光电传输、敏捷型高分辨率侦测一体式光学卫星发展历程。美国利用卫星影像结合地球化学资料实现了油气藏探查。我国卫星技术始于1970年，目前形成了资源系列、高分系列、环境/实践系列、小卫星系列、气象系列、海洋系列等卫星技术，并应用遥感卫星技术进行管道设计选线及辅助管道日常管理。

受重访周期和资费影响，这两种技术一般用于大范围地灾普查、周期性地貌及周边环境变化分析等，不能对管道进行实时监测。

七、视频智能识别技术

随着人工智能技术发展，目前采用视频智能识别技术的第三代工业电视监控系统已用于现场管理。受摄像头照射距离和数据传输影响，视频智能识别技术无法对管道全覆盖监视。

八、GNSS地表位移监测技术

GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）技术在20世纪中叶得以研究发展，1994年美国建成GPS系统，1996年俄罗斯建成GLONASS系统，目前我国部署完成BDS3系统。早期专业型GNSS监测设备成本昂贵，仅在兰成渝管道开展科学研究。随着高精度、小型化、千元级GNSS监测设备研制成功，已广泛用于管道滑坡、土体崩塌等易发生地质灾害管段的监测。

九、智能阴保监控技术

意大利SNAM公司在其所辖32625 km天然气管道上安装17000个智能电位采集仪，通过Wireless传至PEGASO系统统计分析数据。国内智能电位采集仪zui早出现在2005年，主要用于技术理论研究和现场试验。阴极保护远程监控系统由现场感知设备和后台分析软件组成，一般3km～5km设置一个智能电位采集仪（智能桩）。

十、雨量监测技术

雨量计用来测量降水量、降水强度、降水起始时间等数据。2000年左右开始用于管道沿线地质灾害监测预警中，目前常用的是翻斗式雨量计或者压电式雨量传感器。一般用于滑坡、土体崩塌等易发生地质灾害管段。

总结：基于国产化数字化技术底座，多家协同的新业态为整个产业生态带来了重大的变化和变革。面向未来，迈煌期待和合作伙伴坚定的携手同行，在智慧水利、数字孪生水利发展快车道的黄金时期，共享新机遇，为新阶段智慧水利管道健康感知技术分析能力以及高质量发展提供有力支撑和强力驱动，共同实现在智慧水利产业的追求，共赢未来。