大型水庫“智慧水庫”建設思路探索

張磊

（宣城市港口灣水庫管理處，安徽 宣城 242000）

0 引言

在大型水庫運行過程中，為了達到規范化管理要求，需要合理融入信息技術，構建科學的運行管理平臺，對水庫相關信息進行收集，改變現有的水庫管理體系，為水庫穩定運行提供保障。在智慧水庫建設時，當水庫水位超過104.97m、低于108.57m 時，水庫實行錯峰補償調節，必要時水庫關閘攔洪，控制雅漾河段水位不超過8.03m（相應流量500m3/s）。對于水庫運行來講，在“智慧水庫”建設過程中，需要提升數據匯編能力，對水庫運行產生的數據進行收集，完成數據運行科學化管理，定期實現水庫安全評估，保證水庫工程建設外觀符合標準。在“智慧水庫”建設過程中，仍缺少足夠的發展經驗，因此需要增加理論研究內容，增加水庫的使用功能，合理應對自然環境產生的挑戰。

1 大型水庫“智慧水庫”建設遇到的挑戰

在“智慧水庫”建設過程中，需要完成信息收集和平臺運行管理，信息收集需要關注防汛檢查信息、專項檢查信息、年度檢查信息以及安全隱患信息等，通過信息收集方式，制定合理的水庫維修計劃，保證信息的準確性與穩定性，對水庫供水流量進行監控，確保水庫穩定運行，在實踐角度來看，“智慧水庫”建設過程中，依然存在多重挑戰，具體的研究內容如下。

1.1 水庫智能化管理能力不足

水庫運行管理平臺需要完成安全鑒定和工程驗收等工作，在日常監測過程中，需要對水流進行合理調度，為水庫運行提供安全環境，降低安全事故發生概率。通過了解水庫建設現狀得出，目前在水庫管理過程中，依然以人工巡檢的方式為主，由于巡檢次數較低，并且出現了費用耗損的情況，無法達到智能化監管的要求。部分水庫管理人員，雖然學習了智能監管知識，但是在監管平臺建設過程中，動態監管能力不足，無法發揮出信息輔助工具的作用，影響了水庫的正常運行。

1.2 數據資源相對分散，無法達到數據融合服務的目的

在大型水庫運行過程中，由于產生的數據量較大，在數據分類和收集工作中，需要投入大量資金。當水庫水位超過108.57m，低于104.97m（防洪高水位）時，水庫實行補償調節，控制雅漾斷面河道水位低于8.03m（相應流量500m3/s），預計雅漾河段水位超過8.03m 時，水庫關閘蓄水。另外，大型水庫產生的數據相對分散，在智能監管平臺不完善的情況下，無法提升數據利用率，部分數據重復收集，影響了數據統一管理的質量[1]。在傳統水庫數據服務模式創新中，需要構建大數據管理系統，找到數據收集和管理的重點，才能實現數據針對性研究。由于缺少專業的數據傳輸接口，數據分析能力相對較弱，在數據轉換過程中出現了數據丟失的情況，對大型水庫智能化發展產生了影響。

1.3 水庫業務應用覆蓋面不足

在水庫標準化建設過程中，需要應用綜合管理平臺，還需增加預警系統，才能解決大型水庫運行的安全問題。在業務管理平臺建設過程中，由于軟件設施和硬件設施存在不足，無法為各工作部門的業務處理提供支撐。在部分系統應用時，由于系統功能相對欠缺，無法實現所有數據過濾與處理。例如，在水庫大壩和水文條件數據分析中，由于數據具有一定變化性，無法實現數據動態分析，對各項業務開展產生的影響。在水庫業務系統建設時，要了解數據流轉的特點，增加數據應用的覆蓋面，才能滿足大型水庫運行要求。

1.4 大型水庫運行中缺少統一的綜合管理平臺

大型水庫綜合管理平臺建設中，現有的業務系統無法達到集成目標，從而導致業務孤島的現象發生。對于系統管理人員來講，在管理系統不完善的情況下，無法實現業務協同，增加了日常工作量，對水庫監管工作無法關注。在“智慧水庫”建設時，構建統一的綜合管理平臺屬于基礎條件，各工作部門需要共同努力，對管理系統的功能進行擴充，重點建設數據庫和協同管理平臺，為各項業務開展提供保障[2]。

2 大型水庫“智慧水庫”建設思路

在“智慧水庫”建設過程中，需要合理融入云計算、物聯網以及大數據技術等，對大型水庫運行方法進行創新，增強水庫的監管能力。當水庫水位超過112.22m時，水庫轉為保壩為主，逐步加大閘門開度，但應控制下泄流量不超過最大入庫流量，盡量使庫水位維持在112.22m。在智能監控系統使用后，不光可以促進數據整合，還能對現有的資源進行統計，為大型水庫管理業務開展提供良好平臺。在智能化管理工作中，需要實現數據可視化分析，明確系統的具體考核元素，打造“智慧水庫”發展典型。

2.1 視頻監控系統智能化處理

在原有的大型水庫監控系統改造過程中，需要增強數據處理功能，以先進的技術手段為支撐，合理添加預警程序，對森林火災進行防護，對大型水庫的漂浮物進行監測，對傳統的人工監管方式進行替代。智能監控系統還需具備數據分析能力，發現問題及時反饋，達到大型水庫安全管理的目標，降低工作人員的日常工作負擔，保證大型水庫穩定運行[3]。

2.2 提升數據可視化處理能力

在“智慧水庫”打造過程中，需要合理設計數據管家，通過智慧化服務方法，對現有的水庫資源進行合理應用，增加管理系統的相關功能。在數據管理平臺創新過程中，需要對數據資源進行分析，關注數據集成的真實情況，保證數據服務的穩定性。在水庫運行數據逐漸豐富的情況下，可以為水庫監控與管理提供支持，提升數據共享能力，改進水庫管理體系。在水庫數據資源服務體系構建過程中需要注意，需要增強工作人員的服務意識，在數據產業化發展過程中，了解數據服務的價值，完成水庫階段性管理目標。

2.3 實現考核管理元素化

在大型水庫管理工作中，由于工作內容相對復雜，需要應用信息技術，降低日常管理的難度。始終應用人工巡檢方式，可能出現漏檢等問題，因此需要了解水庫管理的基本要點，根據水庫運行的真實情況，達到標準化管理目標。在元素化理念落實過程中，需要考慮安全管理的理念，在管理平臺標準化建設的前提下，發揮出元素考核的作用。管理人員需要對生產元素管理系統進行改進，在系統升級和改革時，合理融入雙控模塊，增加管理模塊的附加值，增強預警系統的敏感度。在水庫工程風險評估過程中，需要對評估效果進行合理分析，明確水庫智能化管理的發展方向，預防在水庫建設方面出現問題[4]。

2.4 合理應用一體化管理平臺

在“智慧水庫”發展目標確定后，需要了解一體化管理平臺的重要性，逐漸優化水庫管理框架，發揮出“智慧水庫”的作用。在現有的資源應用過程中，需要分析水庫管理的現實需求，在得到管理部門和技術部門的支持下，突出一體化管理平臺的優勢，為水庫自建與后期的管理創造穩定空間。為了深化水庫管理的核心業務，需要增加管理平臺的穩定性，朝著智慧化管理的發展目標，逐漸提升水庫業務服務能力，發揮出“智慧水庫”的全部功能。

3 大型水庫“智慧水庫”建設的相關建議

在“智慧水庫”規范發展過程中，需要將運營平臺和管理平臺相結合，確定水庫管理的相關程序，對產生的水庫運行信息進行智能化處理，對每項管理內容進行記錄，對出現的管理問題及時改正。在“智慧水庫”建設過程中，要考慮互聯網技術發展特點，將各種先進的技術進行結合，建立綜合管控系統。在“智慧水庫”發展目標確定后，要建設水庫感知系統、管理系統以及環保系統，為社會發展提供助力。

3.1 “智慧水庫”感知系統的建設

感知系統建設的主要目的是，了解水庫運行的真實情況，對基礎監測數據進行反饋，為管理平臺運行提供數據基礎。大型水庫管理工作開展過程中，需要以自身運行情況為參考，對水庫進行自動化監測，增加數據分析和儲存功能。為了提升感知系統的功能，需要積極做好以下工作：首先，在雨水監控系統建設中，需要了解地區降雨量，深入分析雨水儲存情況，判斷水庫上游和下游的水位，預防水庫出現運行風險，保證雨水監測數據的穩定性[5]。其次，建設大壩安全監測系統。在大壩安全監測系統應用過程中，需要完成數據自動收集與分析，在大壩出現形變問題的情況下，系統需要及時發出警報，掌握大壩維修的最佳時機，確保水庫安全運行。另外，在狀態監測系統設計過程中，需要完成數據自動收集與儲存，合理應用各種電氣設備，確保防洪設備和泄洪設備處于穩定運行狀態。在開關裝置維護與檢修過程中，需要保證維修工作的安全性，對各種電氣設備進行遠程操控，合理調度水庫管理資源，將基本數據作為參考，預防系統建設出現問題。最后，建設立體視頻監控系統。對于水庫運行來講，監控系統是不可缺少的重要內容，在監控系統設計過程中，不光需要保證監測錄像的清晰度，還需關注監測區域的細節，形成綜合防控體系，在宏觀角度分析水庫管理遇到的問題，達到“智慧水庫”建設的目標。

3.2 構建完整的“智慧水庫”管理平臺

在管理平臺打造過程中，需要考慮數據轉化率，在管理平臺進行定期維護，以三維仿真技術為基礎，提升水庫日常管理效率。在智能管理平臺建設的初始階段，需要實現智慧數據服務，了解數據儲存器的功能，在數據業務轉換過程中，預防出現數據過于分散的現象。在數據庫打造時，需要完成水庫自動清理，根據水庫業務開展的現實需求，提供科學的數據分析平臺。為了優化數據服務接口，還需挖掘數據技術的潛力，提升數據資源分享效果。同時，為了達到管理平臺智能仿真的目標，需要構建三維場景模型，確定合理的監測點，對水庫的運行情況進行模擬。通過合理的模擬方法，可以了解地質和自然條件產生的影響，對自然災害進行預測，提升水庫的管理效果。另外，建設智能工作平臺，在信息技術融入過程中，需要通過數據分析方法完成水資源調配，考慮防洪工作和水庫管理的難點，提升工作人員的綜合水平。在智能工作平臺打造過程中，需要對水庫綜合管理業務進行整合，定期完成水庫維修，落實合理的應急管理方案，滿族水庫日常作業要求。

3.3 水庫運行環境保護程序的建設

在“智慧水庫”打造過程中，只要對水庫附近的環境進行保護，將數據技術和通信網絡相融合，了解環境保護的重點，增強管理人員的環境保護意識，為水庫事業發展提供良好支撐。水庫運行管理平臺要完成安全鑒定、工程驗收等工作，在日常監控的過程中，要合理地調整水量，為水庫的運行提供一個安全的環境，減少安全事故的發生。在環境保護平臺打造過程中，需要增加數據傳輸效率，對硬件設施和軟件設施進行完善，完成森林覆蓋率調查，將數據導入管理系統，增加環境管理的水平。在環境管理系統中，需要對水資源的質量進行定期測量，預防水體受到污染，對日常降雨進行過濾收集，管理人員需要積極探討環保建議，發揮出環保管理程序的作用。為了保證各系統穩定運行，還需建設安全評估系統，為工作人員提供良好的工作環境，在系統出現故障時，安全管理系統也會提前預警，保證水庫穩定運行。

4 結語

綜上所述，在大型水庫的運營過程中，要想實現標準化管理的要求，就必須將信息技術合理地結合起來，建立起一個科學的運營管理平臺，收集與水庫有關的信息，對現行的水庫管理體制進行改造，從而保證水庫的穩定運行。在水庫運營方面，“智慧水庫”建設中，要提高數據采集能力，采集水庫運營所生成的數據，實現數據運營的科學管理，并對水庫的安全性進行定期評價，確保水庫項目的施工效果與規范相一致。在大規模水庫的建設中，必須確立“智能化”的發展方向，提高“智能化”的運用能力，使“智能化”的發展成為可能。“智慧水庫”的概念被提出來之后，為了更好地掌握水庫的實際運行狀況，提高水庫的現代化管理水平，就必須將其運用到水利水電工程中去。從當前的現狀來看，“智慧水庫”的建設對大型水庫來說是一項艱巨的任務，其中還存在著諸多的具體問題，不能真正做到對水庫進行科學的診斷，也不能很好地預報水庫的潛在風險，所以，還需要進行水庫的改造，使智慧水庫的功能更好地發揮出來。