智慧水利在水库管理中的应用

智慧水利在水库管理中的应用

丁照平 李勇

日照市日照水库管理运行中心 山东省 日照市 276800

摘要： 随着信息技术和互联网技术的快速发展，智慧水利在水库防洪、灌溉、工程监测、水文测报、水库调度中逐渐发挥重要作用，对保障工程安全、提高水工程管理能力和水平有着重要意义。文章从工作流程、系统功能、建设架构、信息化监测等方面阐述了智慧水利在水库管理中的应用。

关键词：智慧水利 水库管理

引言

水库是调控水资源时空分布、优化水资源配置的重要工程措施之一，作为国民经济的重要基础设施，水库在防洪抗旱、城乡供水及生态改善等方面发挥了重要作用，但也存在建设先天不足、后期管理不善等问题，影响水库的安全运行和效益充分发挥。现简要分析水库基本情况、管理存在主要问题及政策方向，并就如何进一步做好水库安全管理工作提出相关建议，以期能够更好地服务于水库安全管理工作。

1水库管理存在问题

1.1水库降等报废需客观开展

我国的水库建设高峰期在上世纪50—70年代，距今时间较长，存在管理不到位、维修养护不及时等情况，致使工程面貌差、破损严重。特别是小型水库由于历史上维护投入较少，管理和修缮资金难以到位，部分水库阀门、启闭机等设备也出现了老化问题，甚至出现水库渠道堵塞、启闭机失灵、坝坡坍塌等严重问题，影响水库功能的发挥。对功能萎缩、规模减少、除险加固技术不可行或经济不合理的小型水库科学实施降等或报废，是一项明智的选择，近几年我省根据实际情况对部分小型水库实施了降等报废，有效消除了工程隐患，减少了水库运营投入。

1.2水库管理人员素质需不断提高

水库高素质管理人才的缺乏是水库管理遇到的另一个瓶颈。部分小型水库，由于管理用房等基本的硬件设施不足，管理队伍难成建制，个别水库甚至处于无人监管的状态。同时由于基层部门较难组织起对管理人员的规范化培训，导致管理人员对水库业务知识、规章制度和岗位职责不熟悉，难以对水库的潜在风险做出准确全面的分析，面对可能出现的险情难以保证准确应对。针对上述情况，我省全面落实并公布全省水库安全管理责任人，汛前落实水库防汛“三个责任人”，并从省级层面组织线上线下全员培训，通过责任人制度和全省统一培训，在一定程度上降低了水库高素质管理人员缺乏带来的风险。

1.3水库信息化水平需有序提升

水库的监测系统能为水库的适度蓄水和安全度汛提供准确、及时的现场信息，目前只有部分大型水库和少数中型水库建有大坝安全监测、雨水情、视频监视和闸门远程自动控制信息系统。大中型水库都建有人工安全监测设施，但有的中型水库和多数小型水库安全监测设施已损毁，不能正常使用。有监测设施的部分中型水库和多数小型水库没有开展安全监测，导致无法向有关部门提供水库的实时数据进行监测分析，对水库风险不能提前预警，因此，完善水库监测系统，提升水库管理的信息化水平是未来的一项重要工作。

2智慧水利在水库管理中应用的工作流程和系统功能

2. 1 智慧水利在水库管理中应用的工作流程

一是数据采集，通过前端采集降水、库水位等数据，并按整点上报给中心，中心的平台软件将数据、图片等汇入到水库群监测数据库。二是组网模式，根据水库实地情况组建网络，可以是公网和自组网相结合，具有主备通道机制，保证预警信息发布及时准确。三是预警方式，通过视频、短信、邮件、传真等多种方法发布预警。根据水库泄洪情况，及时准确地将预警信息发布情况反馈至平台，提高预警的效率和准确性，管理人员及时掌握现场预警发布情况。

2.2智慧水利在水库管理中应用的系统功能

智慧水利在水库管理中应用的系统功能主要有实时采集多种监测数据，包括地表变形、内部变形、浸润线、渗漏量、雨量、库水位、流量、气温、水温以及视频图像等数据。实现监测数据自动采集、传输、存储、分析及预警，并支持人工新补、修改、校核等。支持相关性分析曲线，特别是库水位的相关性分析曲线。数据信息分类管理，还可以提供周报、月报、季报、年报及图表等。支持网络多用户登录平台查看监测数据和状态，以保证主管部门和其他管理人员及时掌握水库运行状况。

3智慧化管理的探索与实践

3.1水库水温实时监测与智能管控　 　

水温是河流生态系统中重要的控制因素之一。 近年来, 随着大渡河干流梯级开发建设格局不断显现,部分水库建成运行后对原天然河道水温的时空分布产生了直接影响, 尤其是高坝大库建成蓄水后, 坝前水位抬升形成大面积滞留水体, 改变了原始河道的水动力和热动力特性, 库区水体在垂向上易形成水温分层, 水温分层的强弱程度随季节变化呈规律性更替。水温结构的改变直接导致下游河道水温有别于原始河流水温, 当水温变幅和水温时滞达到某一程度时, 将显著影响河流鱼类等水生生物的生长繁殖以及灌溉区农作物的正常生理活动。

2. 2鱼道流场监测

坝下鱼道进口区域、 坝上鱼道出口区域、 鱼道各池室的流场监测, 是评价鱼道运行后水动力学指标与原设计指标的符合性, 并改进鱼道运行效果的重要依据。 坝下鱼道进口和坝上鱼道出口区域, 采用无人船搭载多普勒流速剖面仪(ADCP), 以走航方式自动按照规划航线测量鱼道进出口近坝区域的流场。 鱼道各池室流场采用三维点式多普勒声学流速仪(ADV)进行点阵式测量。 此外利用摄像设备记录鱼道各个池室流态, 包括过大的、 剧烈的漩涡、 涌浪、 水跃区和回水区等, 积极探索通过图像识别方式定量鱼道内流场。 通过多种运行工况的鱼道流场观测, 对比分析各工况鱼道进出口及内部池室的流速、 流态差异, 为改进鱼道运行方式提供科学依据。

3.3坝下河段鱼类时空分布监测

采用断面定点式与走航式声纳探测方法研究坝下鱼类的时空分布, 主要仪器设备为回声鱼类探测仪。其中断面定点声纳探测主要分析鱼群上下行通过该断面的规律及上下行鱼类的个体大小; 走航式声纳探测主要分析坝下鱼群的时空分布, 并获得鱼类主要分布水层信息。 同时记录电站运行下泄流量、 水位、 电站水轮机工作状况等, 构建不同工况条件下坝下鱼群分布云图^[1]。

3.4细化法律法规

法律法规不折不扣的执行需要监督与细化，目前许多地方对于《水库大坝安全管理条例》《小型水库安全管理办法》等法律法规中的部分条款并没有落实到位，主要原因在于部分法律法规的执行缺乏有效监督和较为细化的顶层设计，特别是一些小型水库的日常管理制度不细致，执行不严格。因此须尽快针对加强小型水库安全管理的特点，在日常管理、安全鉴定、降等报废、除险加固、收益分配、安全检查、监测与分析、考核与监督等方面，出台可操作性强并与之相配套的规章制度，建立起一套可促进良性循环的安全管理体制，实现安全管理的法制化、规范化和科学化^[2]。

结束语

水库为我国的农业灌溉、发电、防洪、供水、改善生态和环境等方面发挥了重要作用，同时水库的安全管理工作对维持水库正常运行至关重要，2021年12月31日，国务院批复同意《“十四五”水库除险加固实施方案》，明确加快病险水库除险加固、加强监测预警设施建设、以县域为单元深化小型水库管理体制改革、健全长效运行管护机制等重点任务。我省水库安全管理后续工作仍十分艰巨，未来我省水库安全管理工作的重点应当是管理机制的探索创新、信息化硬件建设和标准化管理工作的深化，使我省水库运行管理逐步走向规范化、信息化、标准化^[3]。

参考文献：

[1]彭苏彦,李世聪.河北省水库安全管理现状及对策[J].河北水利,2022(03):29-30.

[2]陈帮富,何加平,黄翔,林俊强.流域环境保护智慧化管理的探索与实践[J].水利水电技术(中英文),2022,53(S1):341-346.DOI:10.13928/j.cnki.wrahe.2022.S1.056.

[3]宋国忠.智慧水利在水库管理中的应用[J].内蒙古水利,2022(02):63-64.