湖北省小型水庫(kù)水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)探索

熊春茂，王云鵬，郭益國(guó)

（湖北省湖泊局，430071，武漢）

湖北省小型水庫(kù)水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)探索

熊春茂，王云鵬，郭益國(guó)

（湖北省湖泊局，430071，武漢）

為及時(shí)掌握小型水庫(kù)水雨情等實(shí)時(shí)信息，進(jìn)一步強(qiáng)化小型水庫(kù)安全管理，近年，湖北省水利廳結(jié)合小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目，統(tǒng)籌推進(jìn)全省小型水庫(kù)水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、接口和平臺(tái)。目前已建站點(diǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，在全省小型水庫(kù)防洪保安中發(fā)揮了積極作用。

小型水庫(kù)；水雨情；自動(dòng)測(cè)報(bào)，湖北

自2013年起，湖北省結(jié)合小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目，試點(diǎn)先行，全面推進(jìn)小型水庫(kù)水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、接口和平臺(tái)，將系統(tǒng)建設(shè)作為全省小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固和管理的收官之作、點(diǎn)睛之作。目前全省已建成水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)站點(diǎn)4 100多座，在水庫(kù)防洪保安中發(fā)揮了積極作用。

一、以問(wèn)題為導(dǎo)向，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)

湖北省有小型水庫(kù)6 500多座，是全省防汛抗旱系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著重要的防汛抗旱任務(wù)。但由于點(diǎn)多面廣、地處偏遠(yuǎn)、工程老損等因素，一直是湖北省防汛工程的薄弱環(huán)節(jié)之一。為切實(shí)掌握小型水庫(kù)水雨情等實(shí)時(shí)信息，加強(qiáng)小型水庫(kù)安全管理，并解決以往信息化建設(shè)端口不統(tǒng)一、信息共享難等問(wèn)題，湖北省在系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃階段就注重頂層設(shè)計(jì)，在深入分析基層用戶的建設(shè)需求后，先后印發(fā)了全省測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)工作方案和實(shí)施方案，形成了統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)方案。

1.統(tǒng)一的系統(tǒng)框架

系統(tǒng)建設(shè)方案設(shè)計(jì)充分利用現(xiàn)代傳感技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、公網(wǎng)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建成以信息采集為基礎(chǔ)、信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為支撐的測(cè)報(bào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)水雨情信息自動(dòng)采集和預(yù)警預(yù)報(bào)功能，為提高水庫(kù)信息化管理水平創(chuàng)造條件，并為水庫(kù)安全運(yùn)行和水資源合理利用提供數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)由信息采集與傳輸系統(tǒng)獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以網(wǎng)絡(luò)、安全、存儲(chǔ)、操作系統(tǒng)等系統(tǒng)軟硬件為基礎(chǔ)，以建設(shè)和開(kāi)發(fā)各類數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，以統(tǒng)一應(yīng)用支撐平臺(tái)為框架，以開(kāi)發(fā)各類業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)為關(guān)鍵，以信息安全體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系為保障，為各級(jí)管理部門、社會(huì)公眾提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)管理工作的互聯(lián)互通、信息共享、業(yè)務(wù)協(xié)同。這6個(gè)層面、兩大保障體系共同構(gòu)成測(cè)報(bào)系統(tǒng)的總體框架，見(jiàn)圖1。

系統(tǒng)劃分為遙測(cè)站、通信及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)管理平臺(tái)等四部分。遙測(cè)站將水雨情信息和圖片信息通過(guò)GPRS/CDMA傳輸至市（自治州）水情分中心，由全省水文水雨情數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理，供系統(tǒng)軟件平臺(tái)使用。各縣（市）相關(guān)水利部門可根據(jù)需求獲取數(shù)據(jù)信息。

2.統(tǒng)一的傳輸方式

系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸由遙測(cè)站、傳輸網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)接收處理中心三部分構(gòu)成。數(shù)據(jù)接收處理中心設(shè)在市（自治州）水情分中心，包括相應(yīng)硬件設(shè)備和軟件。傳輸網(wǎng)絡(luò)采用公網(wǎng)方式傳送至中心站。

遙測(cè)站監(jiān)測(cè)要素包括水位、雨量和大壩監(jiān)視圖像。方案明確水庫(kù)水雨情測(cè)報(bào)站點(diǎn)編碼必須符合《水文測(cè)站代碼編制導(dǎo)則》的有關(guān)規(guī)定，具有唯一性，并納入全省水文測(cè)站編碼系統(tǒng)統(tǒng)一編碼；遙測(cè)站通信規(guī)約嚴(yán)格執(zhí)行《水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通信規(guī)約》；嚴(yán)格按照《水雨情數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識(shí)符》建立標(biāo)準(zhǔn)水雨情數(shù)據(jù)庫(kù)。測(cè)報(bào)系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖2。

3.統(tǒng)一的設(shè)備選型

在實(shí)施方案設(shè)計(jì)中，對(duì)水位、雨量傳感器等重要監(jiān)測(cè)設(shè)備的選型予以統(tǒng)一確定。水位監(jiān)測(cè)設(shè)備根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各測(cè)站所處地理位置、水庫(kù)工情、水位變幅、岸坡形式等，分別對(duì)市面主流水位傳感器進(jìn)行方案比選。綜合各水位計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，參考水利行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用效果及試點(diǎn)工程建設(shè)成效，根據(jù)各市（自治州）調(diào)查反饋情況，選擇浮子式和聲波式水位計(jì)作為全省小型水庫(kù)水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)主要水位監(jiān)測(cè)設(shè)備選型。其中聲波式水位監(jiān)測(cè)設(shè)備具有較廣泛的安裝適應(yīng)性，可以建在岸坡、壩坡、豎井壁等任意位置，且不需要另建水位測(cè)量井，能夠較方便地測(cè)到死水位及以下，非常適合湖北省鄂北地區(qū)很多干旱缺水的小型水庫(kù)。

圖1 系統(tǒng)總體框架

圖2 測(cè)報(bào)系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

二、以創(chuàng)新為手段，加強(qiáng)統(tǒng)籌推進(jìn)

為穩(wěn)步推進(jìn)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)工作，2013年8月，選定在南漳縣6座小型水庫(kù)進(jìn)行試點(diǎn)建設(shè)，采用浮子式和聲波式兩種水位計(jì)作為水位監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試比對(duì)。在此基礎(chǔ)上，2014年3月湖北省水利廳選擇在襄陽(yáng)和宜昌兩市進(jìn)行擴(kuò)大試點(diǎn)建設(shè)。2014年11月組織全省市（自治州）水利局在襄陽(yáng)召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，總結(jié)試點(diǎn)工作，全省測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)全面展開(kāi)并不斷創(chuàng)新工作方式。

1.創(chuàng)新招標(biāo)建設(shè)主體

各地按照省水利廳統(tǒng)一部署，項(xiàng)目招標(biāo)投標(biāo)由傳統(tǒng)縣（市、區(qū)）分散招標(biāo)改為全市（自治州）統(tǒng)一組織招標(biāo)，各市（自治州）按照實(shí)施方案統(tǒng)一編制招標(biāo)投標(biāo)文件、合同范本和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，縣（市、區(qū)）小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目法人作為項(xiàng)目建設(shè)主體，中標(biāo)企業(yè)分別與所有的項(xiàng)目法人簽訂合同，按合同負(fù)責(zé)組織實(shí)施。

2.創(chuàng)新運(yùn)維保障方式

由于基層缺乏專業(yè)人員，加之信息化產(chǎn)品設(shè)備更新?lián)Q代較快、使用年限不長(zhǎng)，系統(tǒng)建成后的運(yùn)行維護(hù)成為水利信息化成敗的關(guān)鍵。省水利廳在系統(tǒng)建設(shè)之初就高度重視運(yùn)行維護(hù)工作，打破常規(guī)，將售后服務(wù)年限統(tǒng)一提升至5年。站點(diǎn)建成5年內(nèi)，除人為破壞等特殊情況，均由中標(biāo)企業(yè)負(fù)責(zé)運(yùn)維，確保了系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，有利于使用人員熟悉系統(tǒng)，同時(shí)也為籌措后續(xù)運(yùn)維資金爭(zhēng)取空間。

3.創(chuàng)新資金監(jiān)管模式

襄陽(yáng)等地法人單位通過(guò)簽訂“三方資金監(jiān)管協(xié)議”解決了售后服務(wù)資金支付和監(jiān)管的難題。即在項(xiàng)目完工后一次性將資金撥付到中標(biāo)企業(yè)專門設(shè)立的監(jiān)管賬戶，當(dāng)達(dá)到合同約定的支付條件時(shí)，經(jīng)銀行、水利部門審核，中標(biāo)企業(yè)每年可提取相應(yīng)的款項(xiàng)。各地還提前謀劃后續(xù)管護(hù)經(jīng)費(fèi)來(lái)源，計(jì)劃結(jié)合小型水利工程管理體制改革，采用政府購(gòu)買社會(huì)服務(wù)方式確保售后服務(wù)期后測(cè)報(bào)系統(tǒng)長(zhǎng)效運(yùn)行。

三、以防洪為重點(diǎn)，加強(qiáng)運(yùn)行管理

全省各地已建成水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)站點(diǎn) 4 100座，系統(tǒng)上線運(yùn)行以來(lái)，面對(duì)緊張的防洪形勢(shì)，系統(tǒng)測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)及時(shí)、準(zhǔn)確，運(yùn)行穩(wěn)定，在防汛保安中發(fā)揮了巨大作用。

特別是在2016年梅雨期間全省水庫(kù)超汛限座數(shù)、超設(shè)計(jì)洪水位運(yùn)行水庫(kù)座數(shù)和超歷史最高水位的大中型水庫(kù)座數(shù)屢創(chuàng)新高，13座小型水庫(kù)發(fā)生洪水漫壩。在歷史罕見(jiàn)的防洪形勢(shì)下，全省各地小型水庫(kù)防汛部門根據(jù)測(cè)報(bào)系統(tǒng)提示的水位、雨量預(yù)警信息和水庫(kù)壩前圖像，及時(shí)有效應(yīng)對(duì)，實(shí)現(xiàn)全省小型水庫(kù)不垮一壩的目標(biāo)。

1.細(xì)化方案嚴(yán)格驗(yàn)收

水庫(kù)管理單位、設(shè)計(jì)單位和施工單位及時(shí)溝通協(xié)調(diào)，共同研究防雷接地、測(cè)站位置設(shè)置、攝像頭視距范圍等具體工作。一是根據(jù)雷擊成因分析，針對(duì)直擊雷、落地雷和感應(yīng)雷分別制定了導(dǎo)、避、隔的防護(hù)對(duì)策，提升遙測(cè)站防雷水平。從實(shí)施情況來(lái)看，全省沒(méi)有一座測(cè)站因?yàn)樵庥隼讚魮p壞。二是明確水位監(jiān)測(cè)范圍最高達(dá)到壩頂以上0.5 m，鄂北干旱地區(qū)和有供水任務(wù)的小型水庫(kù)的遙測(cè)站選址，必須能夠監(jiān)測(cè)到死水位以下。三是要求兩個(gè)攝像頭的監(jiān)視范圍盡量兼顧大壩迎水面和溢洪道控制段。四是對(duì)每座水庫(kù)項(xiàng)目建設(shè)的每一道工序都進(jìn)行登記、拍照、確認(rèn)，完工后進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試確保合格。

2.明確基準(zhǔn)確保準(zhǔn)確

針對(duì)少數(shù)小型水庫(kù)高程基準(zhǔn)點(diǎn)不統(tǒng)一情況，及時(shí)印發(fā)通知，明確將水庫(kù)溢洪道底板作為高程系統(tǒng)控制依據(jù)。項(xiàng)目完工后要求水庫(kù)專管人員逐庫(kù)開(kāi)展人工觀測(cè)與系統(tǒng)測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)比對(duì)，對(duì)存在偏差的進(jìn)行調(diào)校核準(zhǔn)，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

3.強(qiáng)化培訓(xùn)推廣應(yīng)用

在組織建設(shè)測(cè)報(bào)系統(tǒng)站點(diǎn)的同時(shí)，省水利廳同步組織開(kāi)發(fā)了全省水庫(kù)信息管理軟件和手機(jī)APP軟件。通過(guò)電腦和手機(jī)平臺(tái)，全省所有水庫(kù)基礎(chǔ)信息和水雨工情等動(dòng)態(tài)信息均可及時(shí)發(fā)布，方便調(diào)度管理和用戶查詢，并實(shí)現(xiàn)了手機(jī)報(bào)汛和短信預(yù)警功能。為確保系統(tǒng)取得預(yù)期效果，站點(diǎn)建成后要求各地及時(shí)組織培訓(xùn)。其中，鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利站和水庫(kù)專管人員由施工單位負(fù)責(zé)培訓(xùn)；市縣水利局管理人員由省級(jí)組織培訓(xùn)。通過(guò)培訓(xùn)，包括廣大小型水庫(kù)專管人員在內(nèi)的各級(jí)管理人員很快掌握了軟件的使用方法，確保了測(cè)報(bào)站點(diǎn)建成一批及時(shí)投入使用一批，成效顯著。

責(zé)任編輯 安天杭

Automatic system of hydrological collection and transmission for small reservoirs in Hubei Province//

Xiong Chunmao,Wang Yunpeng,Guo Yiguo

In order to have real-time information on water and rainfall in a timely basis and ensure safe operation of small reservoirs,Hubei Provincial Water Resources Department has integrated standards,interface and platform of automatic system for hydrological data measuring and forecasting of small reservoirs in the whole province.Currently,the automatic systems operate well and are in a stable condition,and play a critical role in flood control and safety of small reservoir in Hubei Province.

small reservoir;water and rainfall information;automatic collection and transmission;Hubei

P338

：B

：1000-1123（2017）08-0017-02

2017-04-07

熊春茂，副局長(zhǎng)，高級(jí)工程師，主要從事湖泊保護(hù)和水庫(kù)建設(shè)管理工作。