水利工程智慧化运行管理方式分析

水利工程智慧化运行管理方式分析

翟跃毛

浙江省湖州市水文与水源地管理中心 313000

摘要：水利工程智慧化运行实际上就是智慧水利，其概念就是利用新一代的科技技术，对水利信息资源进行深入的挖掘，并将所收集的水利信息数据进行存储、传输、分析处理等，全面提升水利工程管理的效率和质量，进而实现更为全面的感知、更加主动的服务、更加科学的决策、更加及时的应对。水利工程智慧化是改变目前水利工程中存在的重视建设忽略管理问题的重要方法，随着智慧水利的普及，相关行业的管理者也要采用更加科学有效的方式来开展管理，领跑行业发展。

关键词：水利工程；智慧化；运行管理

1水利工程信息化存在问题

1.1信息监测覆盖有限

与工程数量庞大相比，水利工程监测严重不足，重点部位监测站空间覆盖不足，难以支撑流域科学决策需要。大多数中小型水库缺乏安全监测，对小型水库的监测几乎是空白；中小型灌区缺乏水量监测，大部分堤防基本没有监测。一般情况下，水库工程点缺乏自位移、变形及视频监控，大部分流量未进行监控。下游河段缺乏重要水域和生态敏感区的长期生态监测。

1.2功能设计有待完善

目前，国家水利建设管理信息系统的业务应用与信息查询密切相关，主要集中于水利工程最基本信息的上报汇总、基础查询、统计分析和图表显示。在项目运行管理方面，缺乏核心的重大项目运行调度管理模块，实时显示、动态模拟、预测预警、综合决策等功能需要补充，社会服务功能基本不具备，智能化应用较少，这与智能化管理的要求相去甚远。

1.3项目建设运维体制机制有待完善

水利工程建设时间跨度大，责任单位多，质量安全因素复杂，管理难度大，任何环节或要素的疏忽都可能影响工程安全和正常调度。目前，水利工程信息化大多由水利工程管理单位推进，还需要在更大的流域内进行，避免人力资源、基础设施等信息资源的浪费。

1.4功能设计模块不够完善

就目前来说，国家水利建设和管理信息系统主要是用来进行一些水利建设信息的查询、基本资料的公示等。但是，对于智慧水利来说，仅仅是查询信息的功能是远远不够的。一个健全的智慧水利平台应该兼具动态模拟、实时展示、预报预警等功能。而这些功能正是目前平台所欠缺的，和预想中的水利工程智慧化管理相差较大。

2水利工程智慧化运行管理策略

2.1区分等级，明确水利工程智慧化的工作重点

结合国家出台的有关规定，对大中型水库、水闸、灌区等水利工程实行智能化运行管理，建设智能化水利平台。然后，对其他水库、泵站、水闸等水利工程进行智能化建设。具体工作的制定和实施要根据当地实际情况和需要进行。

2.2划分管理权限，逐步推进水利工程智能化

水利工程智能化工作需要相关部门来进行，这就需要明确主体责任。中央主管的水利工程智能化建设，一般由水利部门和有关流域机构负责。对于一些地方大、中、小型水利工程的智能化建设，各地政府普遍负责。

2.3重视信息源和信息系统基础设施建设

为确保智能水利工程顺利运行，要进一步加强信息源和信息系统基础设施建设，构建立体监控体系，以地面站网为基础，借助水循环渠道和各种新产品、新技术，实现对水资源、水安全、水管理等方面的高效监控。信息化一直是我国水利工程智能化建设的短板。因此，今后很长一段时间内，工作重点应放在改善当前网络环境、提高网络安全和应急能力上。同时，不断完善信息基础设施，保障大数据、信息采集等系统的运行，为水利工程的智能化经营和管理打下基础。此外，要进一步加快水利云平台建设，提高水利在线网络的传输、存储、分析和处理能力，实现海量数据的快速处理，降低维护成本。

2.4加强知识体系建设

科学预测我国水资源未来发展趋势，是新时期水资源精细化管理的必然要求，也是推进生态文明建设的重要依据。因此，有必要建立一种能够灵活应用于动态环境的新一代水文水资源预测模型。新一代水文预报模型应综合气象预报和水利工程调度模型的功能，既能预测短期内我国水文发展趋势，又能为水资源调蓄利用提供依据。同时，也可以对我国未来的水资源利用做出科学合理的规划。

2.5建立信息共享渠道

实现水利工程智能化运行，要根据水利工程的区域定位，打破信息壁垒，促进信息共享，开展信息监测、分析评价、优化调度等方面的联动，推进水利工程业务整合，构建信息共享平台，降低信息获取的时间成本，提高水利工程建设的效益和质量。

3水利工程智慧化运行案例

以水库智慧化运行管理模式的构建为例，水库具有防洪、发电、供水等多种功能，能够满足人们日常所需，但是水库一旦建成，如果不能合理地调度就会给人们的日常生产生活带来极大的不利影响，因此开展水库智慧化运行管理是非常有必要的。对于水库大坝的智慧化建设来说，需要遵循以下原则：（1）在一定的范围内进行统筹规划管理，明确统一的标准和平台，实行统一管理、运行和维护。严格按照相应的步骤进行软件系统的开发和更新工作，同时还要不断提升管理人员的信息化素养以匹配智慧化建设。（2）采取整体和局部相结合的方式，将大坝的安全等作为当地的观测依据，构建水利云平台、闸门智能控制等系统，进而满足水利工程日常调度、应急管理等方面的需求。（3）在防洪的基础上开展工程调度，同时增加相应的生态调度，兼顾常规、优化调度。（4）开展信息化、规范化的日常管理工作，确保每一项工作都能够记录在案。（5）推动水库信息化建设和数字流域建设相结合，在河道相应的位置开展全面检测，统筹管理智慧水利各项工作。

水库智慧化运行管理框架包括5个部分：信息感知、信息传输、云中心、云平台、智慧应用。通过各个水利部门的通力协作，实现在线智能感知，进而获取水利相关数据，如水雨情、流量、水质、自动监控数据、视频数据等，通过智能数据传输、智能存储计算,对数据进行高效传输处理，最终通过智能服务环节体现在各种智能管理功能模块中，实现智能化管理。

目前，智慧水利已经在我国实现了初步的应用，长江水利委员会研发的开放-松散耦合式流域预报调度一体化系统，成功应用于长江流域巨型水库群，在国内率先实现了预报调度一体化，极大地提高预报调度时效性。目前，该系统汇集了流域3万余个水雨情站点信息，扩充预报调度计算节点至近1000个，制作长江流域主要断面预报及调度方案的时间由原来的3h以上缩减至约1h，可准确预报120h内水位流量。在2020年流域性洪水期间，基于该系统准确的预报及调度分析，长江流域41座水库实施库群联合调度，拦蓄洪水约4.9×1010m3，降低长江干流川渝河段洪峰水位2.9～3.3m，降低中下游干流宜昌至大通河段洪峰水位0.3～4m，避免宜昌至石首河段水位超过标准，缩短中下游干流超警时间8～22d，发挥了巨大的防洪减灾效益。

结论

水利工程智慧化运行为我国水资源调度等提供了便捷，对于我国开展生态文明建设至关重要。水利工程智慧化建设是一个长期的过程，需要多方协同努力，分阶段实现，我国需要在借鉴其他国家经验的基础上，逐步开展智慧水利工程建设，不断提升我国水利工程建设的管理水平。

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