臨沂岸堤水庫(kù)信息化建設(shè)設(shè)計(jì)及實(shí)踐

余淼

（臨沂市水利局，山東 臨沂 276000）

岸堤水庫(kù)位于臨沂市蒙陰縣境內(nèi)，總控制流域面積1 690 km2，總庫(kù)容7.79 億m3，是山東省第二大水庫(kù)和臨沂市中心城區(qū)飲用水水源地。水庫(kù)始建于1960年，自建成運(yùn)行以來(lái)，在防洪、農(nóng)業(yè)灌溉、生活供水等方面發(fā)揮了巨大的作用。2018年9 月岸堤水庫(kù)啟動(dòng)實(shí)施除險(xiǎn)加固工程，2021 年6 月竣工。水庫(kù)除險(xiǎn)加固后正常蓄水位176.0 m，興利庫(kù)容4.59 億m3，有效保障了流域的防洪安全和臨沂市生活飲用水需求，促進(jìn)了岸堤水庫(kù)飲用水水源地的可持續(xù)發(fā)展。

1 水庫(kù)信息化建設(shè)意義

信息化建設(shè)是岸堤水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程重要組成部分，通過(guò)建設(shè)一體化防汛監(jiān)測(cè)調(diào)度系統(tǒng)，可充分發(fā)揮水利設(shè)施工程效益、提高水庫(kù)智慧化、信息化管理水平。通過(guò)全面感知、識(shí)別、模擬和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)工程管理從徒步、眼觀、手抄、喊話到“基礎(chǔ)信息全面感知、實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)預(yù)警、調(diào)度會(huì)商科學(xué)決策、工程調(diào)度集中控制、日常業(yè)務(wù)移動(dòng)辦理、流域內(nèi)多水庫(kù)協(xié)同管理”的工程管控智慧“大腦”，形成全息感知、應(yīng)急指揮、聯(lián)合調(diào)度一體化平臺(tái)，為水庫(kù)安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

2 信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 工程監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

構(gòu)建一個(gè)從水文監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、閘門(mén)監(jiān)測(cè)、大壩安全監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控等為一體的全方面感知體系，形成一體化的綜合智慧水庫(kù)管理平臺(tái)。通過(guò)水位、流量、工情、大壩安全監(jiān)測(cè)、視頻安防監(jiān)控等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)預(yù)警，保障水庫(kù)全天候的運(yùn)行安全。

2.2 工程巡查設(shè)計(jì)

作為水庫(kù)業(yè)務(wù)與信息技術(shù)深度融合的典范，實(shí)現(xiàn)岸堤水庫(kù)人、事、物的一體化綜合管理目標(biāo)。利用信息技術(shù)對(duì)感知體系、數(shù)據(jù)服務(wù)、業(yè)務(wù)協(xié)同進(jìn)行全新的賦能，形成流域一體化管理的智慧水庫(kù)高效協(xié)同管理平臺(tái)，建立健全統(tǒng)一指揮、反應(yīng)靈敏、運(yùn)轉(zhuǎn)高效的水庫(kù)綜合管理機(jī)制，全方位監(jiān)測(cè)監(jiān)控水庫(kù)，保障水庫(kù)安全運(yùn)行管理，輔助單位內(nèi)部協(xié)同辦公管理。

2.3 流域汛情聯(lián)防聯(lián)調(diào)智慧系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)應(yīng)用誤差抗差技術(shù)、模型參數(shù)線性化率定技術(shù)、預(yù)報(bào)誤差系統(tǒng)響應(yīng)修正技術(shù)、系統(tǒng)自適應(yīng)修正技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，建立基于GIS 空間處理的洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)，為流域描述洪水演進(jìn)，分析不同洪水洪峰、洪量、洪水過(guò)程等，保證洪水預(yù)報(bào)精度提供技術(shù)支撐。為全面實(shí)現(xiàn)防洪調(diào)度現(xiàn)代化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，極大提高防汛工作效率。

2.4 視頻智能監(jiān)控設(shè)計(jì)

系統(tǒng)能夠?qū)σ曨l區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別出目標(biāo)類(lèi)型并跟蹤，能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)同一場(chǎng)景里多個(gè)目標(biāo)，其改變了以往視頻“被動(dòng)”監(jiān)控的狀態(tài)，不僅僅局限于提供視頻畫(huà)面，而且能主動(dòng)對(duì)視頻信息進(jìn)行智能分析，識(shí)別和區(qū)分物體，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況或者突發(fā)事件能及時(shí)的發(fā)出警報(bào)。系統(tǒng)在安防領(lǐng)域的應(yīng)用有助于克服人力疲憊的局限性，從而更加有效地協(xié)助安全人員處理突發(fā)事件。

2.5 流域工程協(xié)同管理設(shè)計(jì)

構(gòu)建流域水庫(kù)工程協(xié)同管理平臺(tái)，在一個(gè)平臺(tái)框架下集成展示管理岸堤水庫(kù)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)上游“1+3”大中型水庫(kù)（岸堤水庫(kù)、黃土山水庫(kù)、張莊水庫(kù)、朱家坡水庫(kù)）工程基礎(chǔ)信息、安全運(yùn)行狀態(tài)的查詢(xún)、預(yù)警，以及進(jìn)行流域水庫(kù)群的執(zhí)行追蹤，保障岸堤水庫(kù)管理人員及時(shí)掌握上游其他水庫(kù)工程的安全狀態(tài)及運(yùn)行狀況，全面提升岸堤水庫(kù)流域協(xié)同管理水平。

3 信息化建設(shè)實(shí)踐

3.1 綜合大屏展示

主要是將各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)報(bào)調(diào)度結(jié)果進(jìn)行融合可視化展示，科學(xué)直觀地反映水庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)及關(guān)聯(lián)信息，為水庫(kù)防汛調(diào)度會(huì)商、研判、決策提供支撐，也可用于對(duì)外的形象展示、宣傳等。

3.2 組織管理

主要基于岸堤水庫(kù)管理處的組織結(jié)構(gòu)設(shè)置及人員崗位信息，提供岸堤水庫(kù)組織管理以及日常行政辦公功能，有助于提高管理人員的工作效率。工程信息通過(guò)對(duì)岸堤水庫(kù)相關(guān)基礎(chǔ)信息的采集與整理，提供岸堤水庫(kù)工程信息管理與查詢(xún)功能，在線展示水庫(kù)各項(xiàng)信息與圖紙。工程檢查。根據(jù)日常巡查及汛期隱患排查工作的實(shí)際需要，建立電腦端的工程檢查管理功能模塊，落實(shí)工程日常監(jiān)測(cè)檢查規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理要求，為岸堤水庫(kù)的巡查及隱患排查管理提供有效的監(jiān)管手段。

3.3 維修養(yǎng)護(hù)

通過(guò)對(duì)日常維修養(yǎng)護(hù)、大修、搶修等作業(yè)過(guò)程的信息化管理，實(shí)現(xiàn)采集和查詢(xún)岸堤水庫(kù)維修養(yǎng)護(hù)管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、制定維修養(yǎng)護(hù)年度計(jì)劃、管理養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目、全程追蹤維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)過(guò)程、統(tǒng)計(jì)分析維修養(yǎng)護(hù)管理數(shù)據(jù)，為養(yǎng)護(hù)管理人員提供快速準(zhǔn)確、圖文并茂的工程養(yǎng)護(hù)管理服務(wù)，提升工程維修養(yǎng)護(hù)管理的規(guī)范化、現(xiàn)代化水平。

3.4 洪水預(yù)報(bào)

根據(jù)岸堤水庫(kù)以及上游黃土山水庫(kù)、張莊水庫(kù)、朱家坡水庫(kù)的防汛防臺(tái)實(shí)際工作和管理制度，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)工程運(yùn)行調(diào)度工作的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行信息化管理，構(gòu)建水庫(kù)預(yù)報(bào)模型，實(shí)現(xiàn)洪水自動(dòng)預(yù)報(bào)和人工干預(yù)預(yù)報(bào)計(jì)算，以信息化手段保障工程運(yùn)行安全，充分發(fā)揮水庫(kù)工程效益。

3.5 應(yīng)急管理

服務(wù)于突發(fā)災(zāi)害事件時(shí)的水利工程管理工作，針對(duì)不同類(lèi)型突發(fā)災(zāi)害事件提出相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)方案和處置措施，最大程度地保證水庫(kù)工程安全。

3.6 設(shè)備管理

基于精細(xì)化管理思想，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)水庫(kù)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化處理，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)工程的各項(xiàng)設(shè)施設(shè)備信息的登記與查詢(xún)，同時(shí)對(duì)設(shè)備安全狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，便于用戶(hù)掌握水庫(kù)設(shè)施設(shè)備總體情況。

3.7 信息查詢(xún)

根據(jù)PC 端的功能，在移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)部分配套應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)水庫(kù)“基礎(chǔ)信息隨時(shí)查、監(jiān)測(cè)信息隨時(shí)看、業(yè)務(wù)事項(xiàng)隨身辦”，包括基礎(chǔ)信息查詢(xún)、監(jiān)測(cè)信息展示、業(yè)務(wù)事項(xiàng)辦理等功能。

4 信息化系統(tǒng)建設(shè)成效

4.1 增強(qiáng)決策調(diào)度的科學(xué)性和準(zhǔn)確性

岸堤水庫(kù)水利信息化建設(shè)充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，深入開(kāi)發(fā)、廣泛利用、有效管理水利信息資源，全面提升了水庫(kù)管理決策效率和效能，以現(xiàn)代化的信息采集系統(tǒng)為基礎(chǔ)、以通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為支撐、以信息管理與決策支持系統(tǒng)為核心，增強(qiáng)了水庫(kù)運(yùn)行決策調(diào)度的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。2021 年汛期，臨沂市多次遭遇臺(tái)風(fēng)及強(qiáng)降雨過(guò)程，該系統(tǒng)在水災(zāi)害防御過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了強(qiáng)降雨過(guò)程中的雨水工情，及時(shí)發(fā)布預(yù)警預(yù)報(bào)，分析評(píng)價(jià)水庫(kù)及河道主要控制站點(diǎn)承洪能力和納雨能力，并依據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，科學(xué)、精細(xì)調(diào)度水庫(kù)閘壩等工程，提前進(jìn)行預(yù)泄預(yù)排，確保了水庫(kù)各類(lèi)工程安全度汛。

4.2 提升岸堤水庫(kù)現(xiàn)代化管理水平

岸堤水庫(kù)信息化系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)施，加速實(shí)現(xiàn)水庫(kù)現(xiàn)代化管理的進(jìn)程，推進(jìn)了水庫(kù)流域的水資源科學(xué)管理，提高了防洪減災(zāi)、水資源開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)、水利工程運(yùn)行、山洪災(zāi)害防治系統(tǒng)等方面的現(xiàn)代化管理水平，構(gòu)建了符合實(shí)際的岸堤水庫(kù)調(diào)度系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)時(shí)降雨匯流情況，生成調(diào)度方案，指導(dǎo)水庫(kù)、閘壩提前進(jìn)行預(yù)排預(yù)泄，通過(guò)搭建防汛大數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)，對(duì)氣象、雨水情、工情等防汛大數(shù)據(jù)的深度挖掘、分析、應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了多源、多維度、多場(chǎng)景數(shù)據(jù)在一張屏幕上的直觀展示以及關(guān)聯(lián)分析，為防汛決策提供大數(shù)據(jù)多場(chǎng)景信息支撐，從而大幅提升岸堤水庫(kù)現(xiàn)代化管理水平。

4.3 優(yōu)化工程管理改革

優(yōu)化工程管理改革，避免各科室、單位私自建設(shè)和重復(fù)建設(shè)問(wèn)題，在水利信息化建設(shè)的過(guò)程中進(jìn)行了全面規(guī)劃和綜合設(shè)計(jì)，根據(jù)岸堤水庫(kù)實(shí)際情況制定符合工程管理運(yùn)行的目標(biāo)和措施，推動(dòng)水庫(kù)信息化有序發(fā)展。當(dāng)前，與水利相關(guān)的智慧平臺(tái)基本實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，充分發(fā)揮了大數(shù)據(jù)的功能與價(jià)值。

5 結(jié)語(yǔ)

岸堤水庫(kù)前期水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，前端感知設(shè)備覆蓋不全，數(shù)量偏少，難以全面采集到水情、工情、墑情、雨情、流量等信息，從而導(dǎo)致決策的精準(zhǔn)性和時(shí)效性不夠，不能完全發(fā)揮系統(tǒng)的作用。通過(guò)岸堤水庫(kù)信息化項(xiàng)目實(shí)施，構(gòu)建了以信息設(shè)施為承載，信息服務(wù)為支撐，信息安全為保障，智能應(yīng)用為核心的智慧指揮平臺(tái)，提高了系統(tǒng)的科學(xué)化、精準(zhǔn)化輔助決策水平。