鹿城區七都海堤數字化管護系統的實踐

夏 瓊

（溫州市鹿城區城西水利管理所，浙江 溫州 325102）

1 引言

鹿城區為溫州市轄區，地處浙江省東南部，東瀕東海，是溫州市人民政府所在地，是全市政治、經濟、文化中心。按氣候特性可分為梅汛期、臺汛期、非汛期，其中臺汛期臺風活動頻繁，臺風期常遇風暴潮三碰頭情況，產生潮水倒灌帶來嚴重經濟損失甚至影響人民群眾生命財產安全[1]。

為有效防御臺風帶來風暴潮三碰頭的影響，鹿城區境內多年來對七都海塘持續開展提標加固工程，其中：①七都標準堤塘西北堤，堤線總長6 131.1 m，工程級別為2級，設計防潮（洪）重現期為100年一遇，設計潮位5.57～5.62 m，七都標準堤塘結構包含堤頂、路面及親水平臺和休閑平臺，堤頂路面高程6.5 m，寬6.0 m；親水平臺及休閑平臺高程4.5 m，2014年1月通過完工驗收，2016年8月通過竣工驗收。②七都標準堤塘東堤南堤吟州堤，堤線總長8 338.4 m，工程級別為2級，設計防潮（洪）重現期為100年一遇，設計潮位5.57～5.62 m，七都標準堤塘結構包含堤頂、路面及親水平臺和休閑平臺，堤頂路面高程6.5 m，寬6.0 m；親水平臺及休閑平臺高程4.5 m，2014年7月全部完工。

但是，加固后的海塘防潮能力主要還是以人工判斷為主，依靠工作人員到指定網址獲取數據后再和海塘工程特性數據對比分析，缺乏自動化智能化支持，防潮研判時效性不強、實用性不高；預警機制缺乏，對于研判的成果，還難以做到對國際旅游島七都環島海塘安瀾工程及其迎水觀景、樟里驛站、望城廣場、藏海花堤、古榕記憶、蘆葦紅橋、吟州濕地、觀日露營、觀山花海、城市公園等10余個主題休閑景觀游客進行預警，多部門協調機制缺乏，區域內的海塘管理主要涉及7個部門，由于缺乏長效協調機制，難以形成有效工作協同，致使效率不高，風險防范實時性低。

為此，依托2021年根據數字化改革要求，鹿城區著手水利全域水利數字化建設，鹿城區七都海堤數字化管護系統涵蓋數字海塘、數字水閘、孿生數字海塘等內容。

2 基礎設施體系建設

七都海塘物聯感知體系的建設是數字海塘建設的基石，在現有信息采集設施基礎上，針對鹿城區14.8 km海塘和甌江流域采集站點種類，空間密度、時間頻度，數據精度等方面進行全面的提升，建設鹿城數字海塘可視化監管和工程數字化管理進行展示流域水閘、泵站分布，閘門開度情況展示，包括三維、閘門開度監測、開啟模擬、沉降位移監測、標準化接入等。為鹿城水管平臺智慧應用提供基礎感知體系數據支撐[2]。

同時為了更好地顯示文字信息、數字信息、語音交互信息和圖像信息等，通過對控制中心的需求功能分析，進行了大屏顯示系統、中心裝飾的改造。

3 制度改革創新

全省首次出臺區級海塘管理辦法，助力數字化改革制度創新。修訂區域海塘運行管理的《鹿城區海塘管理辦法（試行）》（溫鹿農[2021]360號）和《鹿城區海塘物業化管理考核辦法（試行）》（溫鹿農[2021]369號），再造流程50項。創新制度作為海塘防潮數字化提升的依據。

4 應用場景打造

應用場景包括海塘防潮態勢研判場景、海塘防潮預測預報場景、海塘防潮風險預警場景、海塘防潮搶險預案場景、海塘防潮預演場景和海塘基礎管理場景。

（1）海塘防潮態勢研判場景

基于實時動態的物聯感知數據和數據資源體系，綜合研判海塘防潮安全狀態，實現視頻可視監控、海塘安全實時監測、臺風路徑實時追蹤、實時降雨和短臨預報分析、實時潮位、工程風險隱患處置監督等功能。自動生成海塘“海塘安全四色圖”，表示海塘防潮安全狀態，用戶可查詢各種狀態下的海塘實時監測數據。對于不安全狀態的海塘，可以實時預警。

險情實時研判能夠對接入的海塘、丁壩、閘泵基礎安全監測數據進行整編、展示，并進行數據趨勢分析，保障工程及人民生命財產安全，實現水利信息的民生化。主要實現安全數據整編、狀態分析及趨勢預測、安全預警信息發布等功能。通過安全分析收集監測數據，掌握變化規律，發現工程隱患，發布安全預警，防止險情發生，確保工程安全，實現海塘工程安全監測監管信息化管理。

利用重復控制跟蹤的統一潮流控制器抑制系統強迫振蕩方法//蔣平,陳瓊,吳熙,蔡暉,祁萬春,謝珍建//(18):64

（2）海塘防潮預測預報場景

實現區域海塘水雨工情、臺風、天氣、風暴潮預報等監測。可以根據臺風預測路徑，降雨短臨預報、風暴潮潮位預報、天文潮預報、海塘安全動態評估等數據實現防潮形勢的預報功能，同時支持手工輸入預報值實現演練功能。

（3）海塘防潮風險預警場景

聯動應急部門實現風險信息的戶外動態發布和告知，進入海塘區域的人員，發送預警告警信息。實現預警信息和應急部門聯動。

水雨情監測預警：地圖點擊區域內任意地點，可實時預報該地未來2 h的降雨趨勢。系統可設置自定義的地點，進行實時監測預警。對降雨量過高的地區，在地圖上以不同等級進行標識，可以短信、釘釘的形式提醒用戶，及時讓用戶做好處理措施。

臺風預警：根據接入的臺風數據，對臺風的路徑進行描繪，當臺風來臨時，及時預警臺風情況，并對臺風經過的硬件、工程、視頻等設備進行高亮。同時可以查詢歷史發送預警消息。

預警責任人關聯：將各預警預報事件和相關責任人進行關聯，本處支持系統內用戶關聯，也支持與系統外用戶關聯，如與應急部門聯動。關聯操作包括增加、刪除、修改、查詢。系統外的聯系人信息包括姓名、電話、性別、職務、單位等信息。

（4）海塘防潮搶險預案場景

1）避災點管理

避災點信息管理：通過系統采集并實時管理避險點信息，記錄采集避險點可容納多少人，已容納多少人，剩余可容納多少人等信息。避災決策支撐：提供決策支撐，分析并告知用戶轉移調度避災群眾的最佳避災點。用戶可輸入避災點容納人數，管理避災點所在位置，當前狀態等。避災點實時狀態管理：用戶可輸入避災點容納人數，管理避災點所在位置，當前狀態等。

2）轉移調度管理

轉移調度在線掌握：實現避災人員轉移調度快速掌握。轉移調度實時支撐：根據采集的數據完成對轉移調度的分析，為轉移調度提供決策支撐。

（5）海塘防潮預演場景

主要包括兩部分內容：一是采用傾斜攝影技術實現的地理信息三維模型構建，即GIS意義上的實景三維模型，目的是使管理可視化；二是采用建筑信息模型構建技術實現的水利工程三維模型構建，即BIM意義上的部件可視三維模型，目的是使管控可視化。

具體包括七都環島全線海塘的GIS（空間地理信息）三維模型建設及3座重要節點水閘的BIM三維模型建設[3]。對于七都海塘北汊開展沖淤動態監測工作，采用船載測深儀，以年為周期進行實地測量，積累長期觀測數據，分析沖淤變化情況，提升海塘安全評估質量。

（6）海塘基礎管理場景

原浙江省水利工程運行管理平臺海塘管理模塊，基礎信息1項擴展為3類8項，原功能清單11項擴展為21項。原僅海塘主體管理，增補了塘前、塘后、保護區、附屬設施、交叉建筑物等管理，梳理海塘3個清單（結構清單、管理清單、監測清單）200多張表3 309個數據字段項814萬余條數據，將實現海塘全要素綜合管理。同時納入了規劃、設計、建設等報告、圖紙、斷面、樁號等全過程資料。建立了安全評價體系，通過紅（黃）綠燈“一碼監管”，實現事故紅碼、隱患黃碼、健康綠碼的動態管理[4，5]。

5 結束語

鹿城區七都海堤數字化管護系統，充分利用和共享海洋、氣象等部門數據并結合水利部門自身的水文、工程等數據，建立起區域海塘風險自動智能預測和預警能力，并利用運營商的基站向覆蓋防護范圍內手機用戶發送預警信息來提醒防護對象。同時，借助數字化手段實現與相關海塘管理單位工作協同，從而實現海塘防潮風險閉環管控。大幅提升區域海塘安全管護能力和防潮動態研判能力，建立起潮位數據接收、風險后臺自動判別、預警區域地圖劃定、預警消息自動推送、工作協同流程推進的應用場景，并實現該數字化應用場景與省廳工程運管無縫銜接。經實踐，鹿城區七都海堤數字化管護系統，是一個可復制可推廣的經驗方案。