水库信息化建设的实践与思考

水库信息化建设的实践与思考

摘要：水库在保障民生供水、城市环境美化中起着极其重要的作用。现代水库也逐渐实现了现代化管理，水库信息系统的架构主要包括水情遥测、视频监控、供水计量、水质在线监测、大坝安全监测等水库信息采集系统及高级应用系统。系统采用WEBGIS 技术，实现了基于三维场景的水文、水工、水质、大坝安全监测、视频、水量信息等的定位的三维实景化查询。

关键词：水库信息建设信息技术

引言

数字水库是借助全数字摄影测量、遥测、3S技术等现代化手段及传统手段采集基础数据，通过微波、超短波、光缆、卫星等快捷传输方式，对水库枢纽工程、流域及其相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化集成平台和虚拟环境，在这一平台和环境中，以功能强大的系统软件与数学模型对水库治理开发和管理的各种方案进行模拟、分析和研究，并在可视化的条件下提供决策支持，增强决策的科学性和预见性。水库是防汛抗旱、洪水预警快速反应的前沿阵地，从防灾减灾上需要用数字化技术全面提升水库的管理水平。水资源优化配置是节流的重要手段，也是水库提高效益的关键，需要用数字化手段，以科学、合理的运行模式保障水资源的合理使用。水资源监控调度、水环境综合治理、灌区的综合管理、水资源的安全和可持续利用需要数字化水库作保障。水利工程建设、管理，需要利用数字化技术进行规划、设计。

1数字水库建设的主要内容

1.1库区数据

库建设库区数据库建设是实施数字水库科学工程的核心和基础。在建设过程中，应遵循项目设计的规范化、完备性、扩充性和实用性原则，充分保证数据的一致性和完整性。库区数据库中应包括基础数据库、数字水库专业数据库和其他数据库。基础数据库中又包括基础地形数据库、专题图件数据库、DEM数据库以及遥感影像数据库等。专业数据库包括以下内容：水情信息库，参照国家防总数据库设计标准进行建库；工情信息库：参考国家防总数据库设计标准进行建库；雨情信息库：处理各水文测站（包括水库、河道）的实时雨情水情，实时雨情数据库。雨情还包括点雨量、区域雨量、时段雨量、降雨时间、雨量分布等要素；灾情信息库：主要包括各街道、重要设施、单位等实时及历史受淹情况，各防护区（片）的淹没面积、受灾人口、受淹的各种农作物面积及各种损失估算；行政管理信息：主要包括全省范围内行政区划、地名、人口分布、居民地分布等信息；经济管理信息：包括各种道路，土地利用分类、各类经济设施，重要防洪设施，抢险救灾物资、供电、供水、供气等生命线工程，水利、通信等公共设施，商业、文化、教育、卫生、私人财产、农作物播种面积及空间分布、产值等，工业、商业、渔业等各种经济数据；历史信息：历史信息数据库主要包括：水库域范围内

自然环境库；行政区域社会环境库；水域功能区划库；流域沿线范围内基本情况库、工程数据库；流域沿线范围内监测点水文历史数据库、水质历史数据库、水量历史数据库、入河排污历史数据库及编码库、入河排污及面污染源、历史信息调查库、水系年排污库等；辅助信息库：辅助信息数据库主要管理和存储数据的编码规范、标准等参照数据信息和相关的法律法规。

2高级应用系统建设

1.1水资源管理支持系统

水资源管理支持子系统主要任务是支持水资源管理日常业务工作和政务管理工作，包括对水资源评价利用、规划、取水许可、用水情况、水质监测、水量分配方案、水资源保护、节约用水和计划用水、水资源工程规划与建设等管理工作提供辅助支持。

1.2预报系统

水务预报系统主要包括：洪水、水量、水质预报系统，洪水预报系统是防汛调度的基础，由于受到城市化进程的影响，下垫面条件或气候条件因受人类活动影响发生了改变，因此常规的水文预报方法对城市水库水文预报效果很不理想。分布式水文模型把具有时空分布特征的水文参数和变量作为模型的内部结构参数，能改善城市水库水文预报，下一步铁岗、石岩水库可利用气象局电暴雨预警系统，利用闪电数据及气象雷达数据，结合分布式洪水预报模型，建设水文预报系统，可以比较准确地预测降雨的强度，并且进一步得出洪峰到达的时间和流量，从而延长洪水的预见期。水量预报系统对于优化调度具有重要意义，目前在降水预报及径流的长、中、短期预报方面，国内外已经做了大量的工作，取得的大量成果已被应用到业务系统中提高水库的利用效率。建设水量预报系统是即将开展水资源综合管理和优化调度的基础。水质预报系统，不但可预测水质的变化，也可为水环境的决策提供科学依据，目前铁岗、石岩水库已经建设了供水水质在线系统，水质预报系统可结合地理信息系统理论构建水质综合模型，考虑污染物的迁移和生态转化工程，实现污染物迁移扩散的常规预报、水华的预警预报及突发污染事件的模拟。

2.3调度决策支持系统

调度决策支持系统主要包括三防决策支持和水源调度决策系统，目前已经铁岗、石岩水库已建设了比较完善的专题空间数据库，具备建设三防指挥决策支持的条件，正在研制的洪水调度仿真模型研究开发完成后，可改变很难在实时变动环境中做出合理可行、易于实施调度决策的现状。水库优化调度系统是根据水库的实际情况，在对水库供水对象需水状况及入库径流进行分析的基础上，应用多种模型进行水库优化调度，并根据水库长系列兴利调度的结果建立水库调度函数以指导水库运行。各模型通过逐时段滚动控制与反馈相结合，可以增加水库调度的效益，减少不确定性因素对调度的影响。

2.4水库水生态信息系统

水库水生态信息系统将基于和谐水生态系统的目标构建健全水指标体系，实现水生态信息的“全过程跟踪”，可充当和研究解决水生态问题的有效工具。对一般的用户，生态信息系统可实现信息的查询和检索；对高级用户而言，可利用模型库信息挖掘技术为水生态治理和管理提高决策依据。

3结语

为了保障数字水库工程的顺利实施，水库管理部门要统一组织，做好规划，要确保投入和数据的更新，水库管理人员的思想观念要转变，有关领导应重视和支持系统建设组织，保障经费投入，技术方案要科学合理。这样，数字水库才能建设完善。目前/数字水库的数据库系统软件和三维系统已经在水库中成功运用。

参考文献：

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[2]李纪人.3S0技术水利应用指南[M].北京：中国水利水电出版社，2003，1.

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