智慧型现代化水库管理模式

智慧型现代化水库管理模式探索

【摘要】溪下水库2008年通过竣工验收，由于当时水库的自动化监测设备和信息化管理系统未能和水库工程建设配套完成，根据水库现代化管理要求，对传统水库管理实施技术改造，通过“科技武装”水库，逐步实现安全运行的自动化、日常办公的流程化、调度决策的科学化、水库管理的现代化。

【关键词】管理；水库；智慧型；现代化

一、现状和问题

溪下水库位于宁波市鄞州区境内，是一座以供水、防洪为主，结合灌溉、发电等综合利用水利工程，水库坝型为混凝土重力坝，流域面积29.9km2，总库容量2838万m3。目前建有以下设施：

1）水雨情遥测站点： 1个遥测水位站点和3个遥测雨量站点，实时进行库区水雨情信息采集。

2）闸门控制系统：采用传统机电控制系统，手动机械操作闸门启闭作业。

3）大坝原型观测：采用手工操作方式进行变形、扬压力、渗流等监测。

由于溪下水库的自动化监测设备和信息化管理系统未能和水库工程建设配套完成，这使得溪下水库的数据监测、闸门控制等作业大都由人工完成，信息获取滞后，已不能满足水库现代化管理工作的需要，直接影响了工作效率和效果，当前主要存在以下几个方面的问题：

（1）基础资源不足

尽管水库建有部分水雨情、大坝原型监测设施等，积累了一些基本资料，但相关基础设施覆盖面不广，自动化控制设备建设不完善，不能适应具有较高业务需求的信息化系统建设要求。

（2）信息共享困难

溪下水库信息化系统建设还处于起步阶段，各种信息采集基础设施、数据存储设备、信息共享机制不配套，严重影响了与上级部门的信息交流和数据共享。

（3）缺乏统一的信息管理平台

水库日常工作繁杂、涉及信息面广、各类信息分布零散，迫切需要建立一个统一、综合、高效的查询、发布、可视化展示的服务平台，提高水库综合信息科学性规范化管理能力。

（4）智慧型决策应用基础薄弱

水库日常管理中所需的信息查询、工程监控、洪水预报及调度决策、日常办公等业务还依旧停留在手工处理阶段，缺少全局统筹管理的高效智慧型应用体系。

二、历史机遇与发展趋势

2011中央一号文件带来了水利改革的春天，“十二五规划”又是宁波从传统水利向现代水利、可持续水利加快转变的关键时期，作为宁波市水库工程管理单位综合信息化建设的示范样板，在市水利局“智慧原水、生态原水、富强原水、文化原水”及精细化管理理念的指导下，依托3s地理信息技术、计算机技术、可视化仿真技

术等探索一条具有设施现代化、技术信息化、管理标准化的适用于中型水库智慧型管理模式，实现信息多元化，资源共享化。

三、目标和方向

（1）以设施现代化为抓手，保障水库装备现代化

通过对原有水库基础设施修葺和改进性建设，依靠布设自动化监测装备，实现水库基础设备的现代化，保障水库信息化建设过程中各种监测设备和仪器具有良好的运行环境。

（2）以监测自动化为起点，支撑水库业务信息化

通过自动整合遥感采集的水雨情、工情、视频监控等数据，构建信息采集监测网络，实现水库标准化、信息化建设。

（3）以信息化技术为手段，推进水库管理现代化

利用3s技术、计算机技术和现代通信技术等，实现信息资源的集中共享和有效利用，为水库信息查询和决策支持提供丰富的信息来源；模拟仿真洪水演进和水库调度，从而合理制定防洪减灾预案，完善防洪体系，实现水库管理上的实时调度。

四、建设内容

（1）水雨情监测系统

水文遥测系统主要由遥测站点、移动公网、省市县中心站及其它中心站组成，采用基于中国移动的gprs移动通信网络进行数据的传输，各水文遥测站在自动采集水文信息后向省、市两级防汛平台发送水雨情信息。

（2）大坝原型观测系统

坝体原型观测系统主要是采用自动化遥测设备观测大坝变形、扬压力、渗流、等信息，实时动态显示坝体的安全状况。

（3）闸门远程测控系统

闸门远程测控系统主要由就地手动控制、现场集中控制和远程监控中心三部分组成。就地手动控制提供最基本的手动操作功能；现场集中控制基于plc的可靠控制模式实现就地闸门集中控制和现场数据的采集及处理；远程监控中心根据调度需要在中控室对各闸门进行远程启闭操作，显示水库闸门工情和水情信息，并进行数据的实时入库与共享。

（4）智能感知管理系统

利用先进的接触存取技术开发的管理系统，实时掌握水库管理工作中的各种巡查工作执行情况，例如巡查人员是否按规定路线、在规定的时间内巡查了规定的点数。

（5）水质监测系统

水质自动监测子系统主要是在库区布设水质自动监测站点，运用自动控制技术、计算机技术并配以专用水质自动监测设备，组成一个从取样、预处理过滤、测量到数据处理及存贮的完整系统，从而实现水质自动监测、传输、入库等。

（6）综合信息一体化可视平台

以webgis技术为基础，以三维地理信息为主要表现形式，通过构建基础电子地图，在internet环境下对库区范围内水雨情监测信息、闸门工情监测信息、视频监视信息、大坝原型监测信息和电

子巡查记录等信息进行汇聚查询、可视化分析，形成溪下水库各类信息综合管理的服务平台。

（7）洪水预报及调度决策支持系统

根据水库的水文、气象信息，通过建立水文学和水力学相结合数据的模型，计算水库、河道的承洪能力，预报入库洪峰流量、峰现时间、最高水位等信息，对实时防洪形势和水库调度进行分析，为水库调度决策工作提供技术支持。

（8）水库精细化管理系统

根据水库精细化管理要求，综合应用计算机网络和地理信息技术等建设水库精细化元素化管理系统，针对水库水利工程的维护保养信息进行集中统一管理，包括工程建设信息查询、工程维护方案、维护计划、问题记录等内容，实现水库运行自动化、管理规范化、维护便捷化。

（9）水库三维仿真系统

采用3dgis和虚拟仿真技术、多维和多种数据融合技术，以库区数字高程模型（dem）和高分辨率卫星遥感影像、水库三维仿真模型为基础，整合前端遥测数据资源，建立水库大坝及库区周边三维虚拟仿真环境，进行高分辨率的三维可视化浏览、查询、分析，再现水库工程环境，仿真水库洪水演进过程，实现水库调度实时状况展现及调度方案的三维模拟。

（10）移动业务辅助系统

由移动终端及业务系统两部分组成，利用pda、平板电脑、智能