高平市智慧水務及水庫智能化管理建設

常海春

（晉城市高平市水務局，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，因其四面群山環繞、中部相對平坦而得名“高平”，市域面積946km2。屬大陸性暖溫帶季風氣候，一年四季分明，雨熱同季，季風強盛。全市降水時空分布不均，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%，多年平均蒸發量為1735mm，干旱指數為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129km。丹河自北向南縱貫高平市，在高平市境內河長41.75km。

高平市是資源型缺水和水質污染型缺水并存的地區，根據晉城市第二次水資源評價結果，高平市水資源總量為9943萬m3，可利用量僅為5501萬m3，人均水資源量199m3，僅為全國人均水資源量的1/10。

2 智慧水務設施現狀

2.1 信息采集

2.1.1 地下水水位監測

高平市現狀共有地下水位監測點16個，其中3個位于超采區，13個位于非超采區。

2.1.2 山洪預警監測

依托2013年實施的水利部山洪預警平臺，高平市布設了多種感知設備。其中自動水位站點3處，簡易水文站點5處，自動雨量站19座、簡易雨量站148處、視頻監控點4處、縣級山洪災害預警平臺1處、鄉級預警系統16套、村級預警廣播73套、手搖報警器86個、鑼哨148個、縣級計算機網絡及會商系統1套，初步構建了山洪災害防治區報警體系。

2.1.3 水庫監測

高平現有供水水庫20座，總庫容3953萬m3，其中小（一）型水庫9座，小（二）型水庫11座。2009—2018年，高平市先后對20座水庫進行了除險加固，所有水庫埋設了變形觀測點，部分蓄水水庫安裝了測壓管。高平市小型水庫共建自動水位站3處、雨量站4處、監控系統6套。上述信息沒有數據的遠程傳輸，只在水庫管理處進行信息的展示和顯示。

2.1.4 工業企業用水監測

高平市各用水企業均安裝了機械水表，但沒有遠傳功能。目前高平正針對工業企業更換具有遠傳功能的電磁表，下一步可將水表數據傳輸至新建信息平臺。

2.1.5 農村用水監測

高平市農村供水多采用地下水源，供水點分散，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。據統計，目前只有1/3的用戶安裝了智能水表，但沒有遠傳功能，需要定期抄表。

2.2 網絡通信

全市水利網絡通訊建設，實現了各水利部門信息網絡的互聯互通，通過GPRS、4G、光纖等方式實現了前端監測、監控數據的接入，市水務局建設了覆蓋上下級水利部門的計算機網絡系統和覆蓋各鄉鎮的VPN通信網絡系統，實現了獲取水利信息和移動辦公的需求。

3 智慧水務建設

3.1 智慧水務建設要求

智慧水務建設是貫徹“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”十六字治水思路的必要舉措，是“水利工程補短板，水利行業強監管”的具體措施。

水利部于2016年4月印發了《全國水利信息化發展“十三五”規劃》，提出推動“數字水利”向“智慧水利”轉變，推進水治理體系和水治理能力現代化的發展目標，建設水利業務應用深化、信息資源整合共享、基礎設施完善、網絡安全加固、保障環境優化等五大任務的一項重要工作。

3.2 存在的差距

目前水雨情等方面的信息采集較為完善，為防汛業務管理提供了重要支撐，但與實現防汛監測信息全面獲取，實現精細、超前的預報還有一定的差距，需進一步加密雨量、水位、流量等基礎感知密度；在水資源保障、水生態環境保護方面監測能力較為薄弱，水功能區水質監測大多以人工為主。

為落實最嚴格的水資源管理制度，滿足人民對美好生態環境的需求，還需進一步加強；同時，積極引用無人機、衛星遙感、智能視頻等新手段，提高河湖監管、岸線保護、水污染識別、水旱災害指揮等的響應和處置能力，加強在建水利工程施工現場管控能力。

3.3 智慧水務建設思路

依據“整體規劃，分步實施“的原則，通過智慧水務建設，提升高平市水務局在管理決策和應用服務方面的信息化水平，提高水務的管理能力、經濟效益和服務水平。建成智慧感知信息健全、智慧分析能力提升、智慧應用業務協同的具有高平特色的“智慧水務”系統，以智慧水務建設驅動水務現代化管理，實現水務粗放式管理向水務精細化管理轉變，促進水利工程管理向標準化轉變，促進水務服務向社會化發展。

4 水庫信息化建設

4.1 水庫管理現狀

高平市共有20座小型水庫，其中小（一）型水庫9座，小（二）型水庫11座，現蓄水水庫8座。水庫安全監測設施比較完善，其中釜山、米山、杜寨、章莊、趙莊和陳區水庫大壩表面變形和大壩滲壓監測設施比較完善，其它水庫僅有大壩表面變形監測設施。目前所有水庫大壩表面變形數據測量，都委托晉城水利勘測設計院實施，尚未開展滲流觀測。

高平市現有20座小型水庫，通過改革全部明晰了工程產權，工程產權所有者即管護主體，其中釜山、趙莊、杜寨、米山、東倉、西倉、章莊等7座水庫產權歸高平市3個公益性水庫管理單位所有，其他13座小型水庫產權歸當地鄉鎮人民政府（街道辦事處）所有。

水庫管理經費80%由財政承擔，20%由供水企業承擔，維修養護經費也已經列入每年年度預算，但水庫管理單位人員老齡化、專業技術人員短缺、大壩安全監測設施安裝不規范等問題成為管理的制約因素，水庫管理單位無法了解水庫安全管理情況。為此，引進第三方分年度開展水庫智能化設施建設，對20座水庫進行智能化遠程管理，2020年先對蓄水且有滲壓監測設施的杜寨水庫進行示范項目實施。

4.2 水庫智能監測實施

在管理房安裝中樞電腦、路由器、配電箱、交換機、轉換器等，安裝數據采集、云平臺和一體化平臺軟件系統，在壩前安裝全角視頻監控系統，在臥管進口段安裝庫容雨量水位儀和視頻融合器集成箱，測壓管內安裝滲壓計，通過數據線將測壓管里的滲壓計與電腦相連讀取測壓管數據，在大壩上下游安裝8個巡查點位牌，用于自動巡查、記錄、圖像上傳。

4.3 系統功能

（1）實現水庫水位、雨量、滲流、沉降（人工錄入）、視頻（現有系統接入）等要素，集成到一個展示界面。實現水庫智能化遠程管理系統水位、降雨、巡查管護、測流測壓的全方位監測。

（2）實現水庫大壩安全巡查與智能診斷，系統主要包括人員管理模塊（巡檢人員添加、人員權限分配）、智能巡檢管理模塊（巡檢路線設定、巡檢任務制定、巡檢任務提醒、巡檢任務執行、關聯隱患處置案例、隱患處理效果反饋）、查詢統計管理模塊（巡檢任務查詢、人員巡檢軌跡回放、巡檢類別查詢、巡檢隱患查詢管理、巡檢報告、巡檢點動態設置）等。

（3）實現遠程查看。向管理單位授權后，可遠程查看水庫現場及歷史的監測數據、視頻、巡檢人員的巡檢軌跡和相關記錄情況等內容。另外利用該系統可向水庫管理單位提供數據分析報告、大壩安全遠程監護、大壩安全管理技術服務，包括培訓、風險和隱患動態管理、遠程技術指導和現場問題處理。

5 結語

信息化管理是智慧水務管理系統的一個重要方面，將有效推動智慧水務平臺建設，提高全市水務工作的科學化、現代化水平，對高平市水資源的可持續利用和經濟社會可持續發展有著重大意義。