高平市智慧水務(wù)及水庫(kù)智能化管理建設(shè)

常海春

（晉城市高平市水務(wù)局，山西 高平 048400）

1 高平市概況

高平市位于山西省東南部，澤州盆地北端，太行山西南邊緣，因其四面群山環(huán)繞、中部相對(duì)平坦而得名“高平”，市域面積946km2。屬大陸性暖溫帶季風(fēng)氣候，一年四季分明，雨熱同季，季風(fēng)強(qiáng)盛。全市降水時(shí)空分布不均，豐枯懸殊，多年平均降水量為589.4mm。汛期降水量占全年降水量的72.5%，多年平均蒸發(fā)量為1735mm，干旱指數(shù)為2.8。高平市地處丹河流域上游，丹河為沁河的最大支流，流域面積2931km2，河流全長(zhǎng)129km。丹河自北向南縱貫高平市，在高平市境內(nèi)河長(zhǎng)41.75km。

高平市是資源型缺水和水質(zhì)污染型缺水并存的地區(qū)，根據(jù)晉城市第二次水資源評(píng)價(jià)結(jié)果，高平市水資源總量為9943萬(wàn)m3，可利用量?jī)H為5501萬(wàn)m3，人均水資源量199m3，僅為全國(guó)人均水資源量的1/10。

2 智慧水務(wù)設(shè)施現(xiàn)狀

2.1 信息采集

2.1.1 地下水水位監(jiān)測(cè)

高平市現(xiàn)狀共有地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)16個(gè)，其中3個(gè)位于超采區(qū)，13個(gè)位于非超采區(qū)。

2.1.2 山洪預(yù)警監(jiān)測(cè)

依托2013年實(shí)施的水利部山洪預(yù)警平臺(tái)，高平市布設(shè)了多種感知設(shè)備。其中自動(dòng)水位站點(diǎn)3處，簡(jiǎn)易水文站點(diǎn)5處，自動(dòng)雨量站19座、簡(jiǎn)易雨量站148處、視頻監(jiān)控點(diǎn)4處、縣級(jí)山洪災(zāi)害預(yù)警平臺(tái)1處、鄉(xiāng)級(jí)預(yù)警系統(tǒng)16套、村級(jí)預(yù)警廣播73套、手搖報(bào)警器86個(gè)、鑼哨148個(gè)、縣級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及會(huì)商系統(tǒng)1套，初步構(gòu)建了山洪災(zāi)害防治區(qū)報(bào)警體系。

2.1.3 水庫(kù)監(jiān)測(cè)

高平現(xiàn)有供水水庫(kù)20座，總庫(kù)容3953萬(wàn)m3，其中小（一）型水庫(kù)9座，小（二）型水庫(kù)11座。2009—2018年，高平市先后對(duì)20座水庫(kù)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，所有水庫(kù)埋設(shè)了變形觀測(cè)點(diǎn)，部分蓄水水庫(kù)安裝了測(cè)壓管。高平市小型水庫(kù)共建自動(dòng)水位站3處、雨量站4處、監(jiān)控系統(tǒng)6套。上述信息沒(méi)有數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，只在水庫(kù)管理處進(jìn)行信息的展示和顯示。

2.1.4 工業(yè)企業(yè)用水監(jiān)測(cè)

高平市各用水企業(yè)均安裝了機(jī)械水表，但沒(méi)有遠(yuǎn)傳功能。目前高平正針對(duì)工業(yè)企業(yè)更換具有遠(yuǎn)傳功能的電磁表，下一步可將水表數(shù)據(jù)傳輸至新建信息平臺(tái)。

2.1.5 農(nóng)村用水監(jiān)測(cè)

高平市農(nóng)村供水多采用地下水源，供水點(diǎn)分散，以高位水池自流方式供水。東、西部供水工程完成后，張峰水庫(kù)水源可逐漸替代地下水，作為供水的主水源，地下水源作為備用水源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前只有1/3的用戶安裝了智能水表，但沒(méi)有遠(yuǎn)傳功能，需要定期抄表。

2.2 網(wǎng)絡(luò)通信

全市水利網(wǎng)絡(luò)通訊建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了各水利部門(mén)信息網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，通過(guò)GPRS、4G、光纖等方式實(shí)現(xiàn)了前端監(jiān)測(cè)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的接入，市水務(wù)局建設(shè)了覆蓋上下級(jí)水利部門(mén)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和覆蓋各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的VPN通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了獲取水利信息和移動(dòng)辦公的需求。

3 智慧水務(wù)建設(shè)

3.1 智慧水務(wù)建設(shè)要求

智慧水務(wù)建設(shè)是貫徹“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”十六字治水思路的必要舉措，是“水利工程補(bǔ)短板，水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”的具體措施。

水利部于2016年4月印發(fā)了《全國(guó)水利信息化發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出推動(dòng)“數(shù)字水利”向“智慧水利”轉(zhuǎn)變，推進(jìn)水治理體系和水治理能力現(xiàn)代化的發(fā)展目標(biāo)，建設(shè)水利業(yè)務(wù)應(yīng)用深化、信息資源整合共享、基礎(chǔ)設(shè)施完善、網(wǎng)絡(luò)安全加固、保障環(huán)境優(yōu)化等五大任務(wù)的一項(xiàng)重要工作。

3.2 存在的差距

目前水雨情等方面的信息采集較為完善，為防汛業(yè)務(wù)管理提供了重要支撐，但與實(shí)現(xiàn)防汛監(jiān)測(cè)信息全面獲取，實(shí)現(xiàn)精細(xì)、超前的預(yù)報(bào)還有一定的差距，需進(jìn)一步加密雨量、水位、流量等基礎(chǔ)感知密度；在水資源保障、水生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面監(jiān)測(cè)能力較為薄弱，水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)大多以人工為主。

為落實(shí)最嚴(yán)格的水資源管理制度，滿足人民對(duì)美好生態(tài)環(huán)境的需求，還需進(jìn)一步加強(qiáng)；同時(shí)，積極引用無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星遙感、智能視頻等新手段，提高河湖監(jiān)管、岸線保護(hù)、水污染識(shí)別、水旱災(zāi)害指揮等的響應(yīng)和處置能力，加強(qiáng)在建水利工程施工現(xiàn)場(chǎng)管控能力。

3.3 智慧水務(wù)建設(shè)思路

依據(jù)“整體規(guī)劃，分步實(shí)施“的原則，通過(guò)智慧水務(wù)建設(shè)，提升高平市水務(wù)局在管理決策和應(yīng)用服務(wù)方面的信息化水平，提高水務(wù)的管理能力、經(jīng)濟(jì)效益和服務(wù)水平。建成智慧感知信息健全、智慧分析能力提升、智慧應(yīng)用業(yè)務(wù)協(xié)同的具有高平特色的“智慧水務(wù)”系統(tǒng)，以智慧水務(wù)建設(shè)驅(qū)動(dòng)水務(wù)現(xiàn)代化管理，實(shí)現(xiàn)水務(wù)粗放式管理向水務(wù)精細(xì)化管理轉(zhuǎn)變，促進(jìn)水利工程管理向標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變，促進(jìn)水務(wù)服務(wù)向社會(huì)化發(fā)展。

4 水庫(kù)信息化建設(shè)

4.1 水庫(kù)管理現(xiàn)狀

高平市共有20座小型水庫(kù)，其中?。ㄒ唬┬退畮?kù)9座，?。ǘ┬退畮?kù)11座，現(xiàn)蓄水水庫(kù)8座。水庫(kù)安全監(jiān)測(cè)設(shè)施比較完善，其中釜山、米山、杜寨、章莊、趙莊和陳區(qū)水庫(kù)大壩表面變形和大壩滲壓監(jiān)測(cè)設(shè)施比較完善，其它水庫(kù)僅有大壩表面變形監(jiān)測(cè)設(shè)施。目前所有水庫(kù)大壩表面變形數(shù)據(jù)測(cè)量，都委托晉城水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院實(shí)施，尚未開(kāi)展?jié)B流觀測(cè)。

高平市現(xiàn)有20座小型水庫(kù)，通過(guò)改革全部明晰了工程產(chǎn)權(quán)，工程產(chǎn)權(quán)所有者即管護(hù)主體，其中釜山、趙莊、杜寨、米山、東倉(cāng)、西倉(cāng)、章莊等7座水庫(kù)產(chǎn)權(quán)歸高平市3個(gè)公益性水庫(kù)管理單位所有，其他13座小型水庫(kù)產(chǎn)權(quán)歸當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)人民政府（街道辦事處）所有。

水庫(kù)管理經(jīng)費(fèi)80%由財(cái)政承擔(dān)，20%由供水企業(yè)承擔(dān)，維修養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)也已經(jīng)列入每年年度預(yù)算，但水庫(kù)管理單位人員老齡化、專業(yè)技術(shù)人員短缺、大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施安裝不規(guī)范等問(wèn)題成為管理的制約因素，水庫(kù)管理單位無(wú)法了解水庫(kù)安全管理情況。為此，引進(jìn)第三方分年度開(kāi)展水庫(kù)智能化設(shè)施建設(shè)，對(duì)20座水庫(kù)進(jìn)行智能化遠(yuǎn)程管理，2020年先對(duì)蓄水且有滲壓監(jiān)測(cè)設(shè)施的杜寨水庫(kù)進(jìn)行示范項(xiàng)目實(shí)施。

4.2 水庫(kù)智能監(jiān)測(cè)實(shí)施

在管理房安裝中樞電腦、路由器、配電箱、交換機(jī)、轉(zhuǎn)換器等，安裝數(shù)據(jù)采集、云平臺(tái)和一體化平臺(tái)軟件系統(tǒng)，在壩前安裝全角視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在臥管進(jìn)口段安裝庫(kù)容雨量水位儀和視頻融合器集成箱，測(cè)壓管內(nèi)安裝滲壓計(jì)，通過(guò)數(shù)據(jù)線將測(cè)壓管里的滲壓計(jì)與電腦相連讀取測(cè)壓管數(shù)據(jù)，在大壩上下游安裝8個(gè)巡查點(diǎn)位牌，用于自動(dòng)巡查、記錄、圖像上傳。

4.3 系統(tǒng)功能

（1）實(shí)現(xiàn)水庫(kù)水位、雨量、滲流、沉降（人工錄入）、視頻（現(xiàn)有系統(tǒng)接入）等要素，集成到一個(gè)展示界面。實(shí)現(xiàn)水庫(kù)智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)水位、降雨、巡查管護(hù)、測(cè)流測(cè)壓的全方位監(jiān)測(cè)。

（2）實(shí)現(xiàn)水庫(kù)大壩安全巡查與智能診斷，系統(tǒng)主要包括人員管理模塊（巡檢人員添加、人員權(quán)限分配）、智能巡檢管理模塊（巡檢路線設(shè)定、巡檢任務(wù)制定、巡檢任務(wù)提醒、巡檢任務(wù)執(zhí)行、關(guān)聯(lián)隱患處置案例、隱患處理效果反饋）、查詢統(tǒng)計(jì)管理模塊（巡檢任務(wù)查詢、人員巡檢軌跡回放、巡檢類別查詢、巡檢隱患查詢管理、巡檢報(bào)告、巡檢點(diǎn)動(dòng)態(tài)設(shè)置）等。

（3）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查看。向管理單位授權(quán)后，可遠(yuǎn)程查看水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)及歷史的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、視頻、巡檢人員的巡檢軌跡和相關(guān)記錄情況等內(nèi)容。另外利用該系統(tǒng)可向水庫(kù)管理單位提供數(shù)據(jù)分析報(bào)告、大壩安全遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)、大壩安全管理技術(shù)服務(wù)，包括培訓(xùn)、風(fēng)險(xiǎn)和隱患動(dòng)態(tài)管理、遠(yuǎn)程技術(shù)指導(dǎo)和現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題處理。

5 結(jié)語(yǔ)

信息化管理是智慧水務(wù)管理系統(tǒng)的一個(gè)重要方面，將有效推動(dòng)智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)，提高全市水務(wù)工作的科學(xué)化、現(xiàn)代化水平，對(duì)高平市水資源的可持續(xù)利用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。