現代化水庫運行管理矩陣平臺結合BIM、傾斜攝影、全景、照片、工程圖紙等信息資源,構建水庫矩陣通用專題場景,利用水庫標準化管理資料、無人機視頻、智能巡檢、雨水情及大壩安全監測等全要素全天候信息,支撐水庫運行管理。
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一、項目背景
以習近平新時代中國特色社會主義思想為指引,全面貫徹落實習近平總書記關于水庫安全的重要指示批示精神,統籌發展和安全,堅持問題導向、系統觀念,繼續推進跋山水庫工程標準化管理的提檔升級,深化跋山水庫管理制度創新,開展水庫崗位創新,積極探索發揮水庫綜合效益新路徑,持續發揮水庫的綜合效益。強化數字賦能,規范全過程管理,完善水庫運行管理相關制度,初步構建現代化水庫運行管理矩陣系統平臺,全面提升水庫運行管理精準化、信息化、現代化水平。
二、項目實施方案
(一)綜合態勢
水庫運管矩陣綜合態勢模塊是水庫高效管理的關鍵支撐,它整合多方面信息,為水庫運行提供全面且實時的態勢呈現
1、態勢感知:運用先進傳感器與智能算法,實時捕捉水庫周邊氣象變化、水位升降、水質波動等動態信息,快速洞察潛在風險,如洪水來襲、水質惡化等,實現風險的早發現、早預警。
2、工程概況
安全鑒定:定期對水庫大壩、溢洪道等關鍵工程結構進行全面“體檢”,評估其安全性與穩定性,為工程維護與加固提供科學依據。
注冊登記:詳細記錄水庫的登記信息,構建水庫的“身份檔案”,便于統一管理與查詢。
除險加固:針對安全鑒定中發現的問題,制定并實施除險加固方案,跟蹤工程進展與效果,確保水庫結構安全可靠。
劃界確權:包括劃界公告、管理公示圖、保護范圍公示圖。
滲壓與位移監測:通過專業設備實時監測大壩的滲壓變化和位移情況,及時發現滲漏、滑坡等安全隱患,為工程安全運行保駕護航。
3、水量調度:以柱狀圖形式展現出水量和入水量。
4、水閘監控:對水庫的閘門進行閘門開度、閘門狀態、閘前閘后水位、水深等信息進行遠程實時監控,精確控制閘門的開度與啟閉時間,確保水流的合理調節與安全排放。
5、工程運行:全面監控水庫日常巡視、維修養護、調度運行、淤積治理、降等報廢與管護人員的信息和各項工程的運行狀態,保障工程的正常運行。
6、水情參報:分為事件預警和報警,及時上傳水情異常信息,助力管理人員快速發現異常,提前采取緊急措施保障水庫安全。
(二)GIS
水庫運管矩陣 GIS 模塊是水庫管理的“智慧地圖”,集多種關鍵信息于一體,為水庫的精細化、科學化管理提供有力支撐,主要涵蓋監測感知與其他對象兩大板塊:
1、監測感知:
水位站:分布在水庫各關鍵位置,實時監測水位變化,為水庫的蓄水、防洪調度提供關鍵數據,讓管理人員清晰掌握水庫水量動態。
雨量站:精確記錄降雨量信息,結合氣象預報,幫助預測水庫來水情況,提前做好防洪、蓄水等應對準備。
監控站:通過高清攝像頭對水庫大壩、溢洪道等重要區域進行全方位、實時監控,及時發現異常情況,保障工程安全運行。
滲壓站:埋設在大壩內部,實時監測滲壓變化,為評估大壩的穩定性和安全性提供重要依據,提前預警潛在的滲漏風險。
2、其他對象:
范圍線:清晰界定水庫的管理范圍和保護范圍,,為日常管理和執法提供準確的地理依據。
公示牌:向公眾公示水庫的基本信息、管理規定、安全警示等內容,增強公眾對水庫的認知和保護意識。
界樁:作為水庫邊界的“標志性坐標”,明確劃分水庫與周邊土地的界限,防止土地糾紛,保障水庫管理區域的完整性。
物資倉庫:存放著各類搶險救災物資,如沙袋、抽水泵等,確保在緊急情況下能夠迅速調配使用。
搶險救援隊伍:是水庫安全的“守護衛士”,GIS 模塊可實時顯示其位置和分布情況,一旦發生險情,能夠快速調度最近的隊伍前往救援,提高應急響應效率。
(三)四全管理
水庫全覆蓋:是確保水庫安全、高效運行的重要措施。通過加強組織領導、完善法規制度、加強技術支持和資金保障等措施的實施,可以全面提高水庫的管理水平和運行效率。
水庫全要素:是指全面準確掌握與水庫運行相關的各種信息和數據,以確保水庫的安全、高效運行。這些要素涵蓋了工程特性、運行管理、庫區及下游河道的基本情況等多個方面。
水庫全天候:需要充分利用現代化監測技術和綜合監測手段,構建全天候動態監控體系。通過這一體系的建設和運行,可以實現對水庫關鍵區域的實時動態監測和預警預報,為水庫的安全、高效運行提供有力保障。
水庫全周期:包括水庫的建設、運行和報廢三個階段。在這三個階段中,需要建立全生命周期數字信息檔案,實現水庫注冊登記、調度運用、維修養護、檢查監測、安全鑒定、除險加固、應急管理、降等報廢等全過程動態管理。通過這一過程,可以確保水庫的質量安全可追溯、審批評價可跟蹤、功能效益可量化。
水情監測:在水庫的關鍵區域布設先進的水位、流量傳感器,實時、精準地捕捉水位升降、流量變化等水情信息。這些數據不僅是水庫蓄水、放水調度的重要依據,更能幫助管理人員提前預判洪水、干旱等極端水情,及時采取應對措施,保障水庫及下游地區的安全與穩定。
雨情監測:雨情監測模塊構建全方位、多層次降雨信息監測網,能實時收集當前降雨強度、范圍等數據,有強大歷史數據存儲分析功能,可追溯多年降雨情況以供研究規律、評估防洪能力;借助氣象預報模型可精準預測未來降雨的起始時間、時長、雨量等;年度降雨統計功能還能助管理人員總結全年降雨特征,為水庫長期規劃與策略調整提供參考。
工情監測:工情監測作為水庫運行管理中的關鍵環節,著重對閘門開關狀態展開實時監測。
安全監測:安全監測模塊運用多種先進的監測技術,對水庫大壩、溢洪道、輸水洞等重要工程結構進行全方位、深層次的健康監測。通過監測大壩的滲流、變形、應力應變等參數,以及溢洪道、輸水洞的結構穩定性,及時發現工程結構存在的安全隱患和異常變化。
在水利工程管理領域,“四制”體系是指通過完善體制、健全機制、強化法治和落實責任制來全面提升管理水平和工作效率。
1、體制構建:構建健全的水利管理體制框架,清晰界定各級政府及相關部門的職責與權限,保障水利管理工作有序開展。
2、機制建設:打造一套完備的水利管理機制體系,涵蓋監測預警、應急響應、信息共享等機制,保障水利管理高效運行。
3、法治建設:強化水利法治建設工作,完善相關法律法規及政策舉措,為水利管理筑牢法律支撐。
4、責任落實:清晰明確各級政府和部門在水利管理中的責任與義務,構建責任追究機制,推動水利管理各項任務切實落地。
(五)四預措施
預報作為“四預”(預報、預警、預演、預案)措施中的基礎環節,扮演著至關重要的角色。它通過一系列精密的數據收集、處理與分析,以及對未來情況的精準預測,為后續的各項防災減災工作奠定了堅實的基礎。
1、預報:借助前沿的監測技術與數據分析手段,針對水文、氣象等關鍵要素展開實時監測與預測工作,以此為水利工程的合理調度與穩定運行提供堅實可靠的科學指引。
2、預警:基于預報信息,針對可能發生的洪水、干旱等極端天氣及水文事件,提前發出警示,使相關部門和人員能夠及時行動,降低災害帶來的損失。
3、預演:運用模擬與仿真技術,模擬并預測水利工程在不同情境下的運行狀況,為實際開展調度和運行工作提供有價值的參考與依據。
4、預案:針對各類可能出現的極端天氣及水文事件,精心制定詳盡的應急預案與應對舉措,確保災害發生時能夠快速、高效地開展應對工作。
四管指的是:及時除險、定期體檢、強化維護、保障安全
1、及時除險:全面排查水利工程里潛藏的安全隱患,并及時開展治理工作,全力保障水利工程安全穩定運行。
2、定期體檢:依照既定周期,對水利工程展開全方位檢查與評估,盡早察覺并妥善處理現存問題與隱患。
3、加強維護:做好水利工程的日常維護與保養工作,保證水利工程正常運轉,有效延長其使用年限。
4、保障安全:加大水利工程安全管理與監督力度,確保水利工程運行全程不出現安全事故。
三、硬件配置
位移測站
滲壓測站
氣象測站
視頻測站
閘控系統