襄阳市小型水库信息化建管实践

于小虎，邵 波，张华兵

（湖北省襄阳市水利局，441021，襄阳）

襄阳市小型水库信息化建管实践

于小虎，邵 波，张华兵

（湖北省襄阳市水利局，441021，襄阳）

由于数量庞大、位置偏远、管理薄弱和建设资金有限，推广小型水库信息化面临诸多问题。详细介绍了襄阳市小型水库信息化建设在功能定位、指标确定、仪器选择、建设管理和长效管护机制建立等方面的做法，分析了测报系统实际运行效果。

小型水库；信息化；水雨情；遥测；襄阳

一、项目概况

襄阳是湖北省水库大市，据2012年统计，全市共有小型水库860余座。点多面广、位置偏远、管理不便等诸多实际问题，使小型水库成为襄阳市防洪保安、水资源管理的重点和难点，因此建设水雨情自动测报系统成为各级水行政主管部门的共识。自2014年3月开始，全市范围统一开展了小型水库水雨情自动测报系统建设，目前已有805座水库安装完成，占小型水库总数的94%，为防汛抗旱和规范水库管理提供了及时准确的数据支持。项目实施中，襄阳市在目标功能确定、技术指标设定、强化建管措施等方面探索和研究了一整套较完整的体系，保证了测报系统的顺利实施和高效利用。

二、目标功能确定

水库信息化的目标定位和功能设定是信息化建设首先要解决的问题，特别是对于点多面广的小型水库而言，这个问题更为关键。定位过高会造成投资和管理难度加大，定位过低则不能满足工作需要，因此必须对水库信息化的功能选项进行合理取舍。

襄阳市在建设谋划阶段就根据当地的气候、地形、经济发展等各种综合因素，合理确定系统功能。襄阳地处湖北西北部、汉江中游江汉平原北端，是鄂西北著名的旱包子地区；山区、丘陵、平原分别占全市面积的40%、20%、40%；全市多年平均降雨量895 mm且时空分部不均，旱涝并存及“坨子雨”气象特征显著。襄阳是湖北省重要的粮棉产区、全国商品粮基地之一。在经过大量前期调研和广泛征求意见的基础上，襄阳市坚持“经济实用、可靠先进、建管统筹”原则，明确了水雨情自动测报系统建设的主要目标功能：

1.防汛抗旱并重

水雨情自动测报系统必须实时准确测量水库高水位、强降雨资料，同时还要能够测量水库死水位以下的水位，因此选择了声波式水位计。该类型设备的优点：可以测到水库最低水位；测量管能任意转折、拐弯，可以安装在岸坡、坝坡、竖井壁等任意位置，且不需要另外建设测量井；可以分阶段安装，水位降低后可以很方便地延长测量管；防雷性能优异。水雨情遥测前端设备构成见图1。

2.直观查看水库

由于许多水库位置偏远，需要布置摄像装置以能够实时反映水库工程枢纽状况，重要水库的摄像装置还要具有夜视功能。

3.数据标准统一

水雨情数据、数据表格式和传输等要符合国家有关规范标准，便于今后更大的信息系统的共享和互联互通。

4.安装适应性强

大多数水库已经蓄水，测报系统可以在不降低水位情况下施工安装；测报系统供电方式为自带电源，且具有不少于40天的不间断供电能力；依靠公网传输数据，且有双卡自动选择的功能；不在各水库设立分服务器，数据由统一的服务器收集、发布。

5.系统长效运行

必须明确专业的后期运行维护单位，售后服务应保证足够的使用年限，解决小型水库没有专业信息化管理人员的难题，确保测报系统长效稳定运行。

6.预留扩展接口

测报系统需要预留一些端口，以便于今后水库管理中结合实际需要加装一些测量模块，如大坝渗流监测、白蚁防治监测模块等。

7.软件及时更新

采用大型数据库管理数据，系统自带后台服务器软件可以实现各种水雨情数据的自动输出、分析、预警、报警等功能，也可以方便地进行二次开发补充更多的数据应用。随着数据量的不断积累，今后还可以开展水库水雨情“大数据”的深度应用。

8.价格符合实际

考虑设备投入和管理人员的能力等问题，暂不实施坝体渗流和沉降位移等观测。测报系统综合造价（含运行维护）应控制在单站4万元左右。

三、技术指标设定

小型水库水雨情自动测报系统包括水库现场遥测站、后台服务器、软件系统和售后服务保障等部分。现场遥测站由信息采集及发送控制设备(RTU)、太阳能电源及充电设备、遥测雨量计、遥测水位计、双摄像头、防雷接地、声波管等主要设备构成。

主要性能：①定时自动采集雨量、水位、图像、气温和巡查记录等数据，数据采集间隔时间可任意设定。具备实时召测水位、图像、气温等数据的功能。②具有雨量、水位、图片加报、补报功能，具备定时自检发送、死机自动复位、站址设定、掉电数据保护、实时时钟校准、设备测试和远程诊断、远程设置、远程维护等功能。③RTU需储存5年以上测站数据，具备根据用户设置的相应预警值（时段雨量、水位等）实现本地预警提醒功能。④设备通信采用cdma/gprs等模块，根据水库现场信号强度选择模块类型。同时具备双卡（通信卡）备份功能，一主一备。⑤太阳能充电电池供电能保证设备连续工作45天。⑥双图片摄像头（重要站点设夜拍功能）。⑦建管一体。建后5年运行维护服务(含通信费用、非人为损坏软硬件维护养护费用等)由承建单位负责。⑧服务器布设在襄阳市，采用B-S（浏览器-服务器）模式访问和查看实时数据。通过密码登录电脑软件平台后，可查询任意时段水库水情、雨情、温度、图像、巡检记录等；系统还可以自动分析降雨量等值线图、蓄水量及各类统计报表等，还可以提示超汛限水位的水库，并可以根据设置向不同级别的用户手机发出短信。

图1 水雨情遥测前端设备构成

同步开发了手机APP应用，有关人员可以随时随地通过手机查询水库水雨情和照片等。

四、强化建管措施

襄阳市数百座水库涉及十几个县（市、区）的数十个项目法人单位，需要切实做好协调和统筹工作。该市主要从以下几方面加强建设管理。

1.坚持建管并重

一是坚持统一的信息化标准，为今后的水库信息共联共享奠定基础，避免出现“数据孤岛”难题。二是以地市为单位统一招标保证系统设备型号的统一和数据传递的便捷，并明确各县级水利局和项目法人作为项目建设主体，中标企业分别与所有的项目法人单位签订施工合同。三是考虑建后管护问题，由承建单位一并负责建后5年的运行管护，保证了建后技术保障责任的落实和系统长效稳定的运行。设定5年时间的原因主要是基于设备成本的加大和5年后信息技术的进步、优化等因素。

2.深入宣传发动

一是组织各县（市、区）赴外地考察水库信息化建设先进经验，提高各地对水库信息化的认识。二是召开全市水库信息化现场会，推广试点经验，激发各地变“要我干”为“我要干”。三是通过市防汛指挥部和水利局等多种途径发文件、召开专题会议，进一步明确目标、统一思想，保证建设质量和进度。市水利局还将信息化建设工作列入全年重点工作进行督办。

3.多方筹集资金

一是对列入除险加固规划的水库预留4万元左右的信息化建设经费，保证项目推进。二是积极争取各级领导的关心和大力支持。省水利厅在技术标准、方案确定、工程招标等方面给予了多方支持；市委、市政府专门拿出177万元奖补资金用于未列入规划的水库信息化建设，并通过市防汛抗旱指挥部下发文件要求各县（市、区）配套资金；各县（市、区）财政配套了300多万元，保证水库信息化能够全覆盖。

4.规范建设管理

为保证施工进度，最多时有16个小组在全市同步安装设备。襄阳市严格要求建设单位和施工单位加强管理，确保工程质量。16支安装小组全部选派有经验的技术人员；项目经理总协调控制，实行流程化管理，各小组对每座水库项目建设的每一道工序都进行登记、拍照、确认；完工后进行严格测试确保合格。在项目完工后逐库开展人工观测与系统数据进行比对，确保数据百分之百准确。同时，还规范项目验收工作。考虑到小型水库水雨情自动测报系统的特殊性，襄阳市参照信息产业部门和水利工程的验收及质量评定体系，指导和协助参建单位制定了验收流程和评定标准，明确了“分库归档资料、同批汇总整编、县为单位成册”的资料整编流程，并采取省、市、县联合验收的模式，圆满完成项目验收。

五、实际使用效果分析

测报系统建成运行2年来，经受了实践考验，系统可靠，信号稳定。

1.及时反映水库超蓄问题

水库违规蓄水是水库出险的重要原因之一，也是各级监管的难点。特别是对于分散、偏远的小型水库而言，监管难度更大。利用这套系统主管部门能够第一时间掌握水库蓄水详情，并可以及时对违规超蓄等情况进行处置，响应时效倍增。

2.实时提供水情、雨情和运行工况等防汛数据

2014年9月27日在全市绝大多数地区基本无雨的情况下，北部偏远的老龙峡水库却突降暴雨，24小时累计降雨140 mm多，库水位暴涨4 m，属于典型的“坨子雨”。枣阳市防汛办和水利局立即提前行动采取必要措施，确保了水库安全避险。2016年受超强厄尔尼诺现象的影响，襄阳市多座水库超设计洪水位，防汛部门通过测报系统实时掌握全市小型水库水位情况，指挥各地防汛抢险，测报系统发挥了巨大的信息保障作用。

3.为抗旱提供数据保障

襄阳地处鄂北旱区，遭遇干旱时需利用水库存水进行抗旱，为此每年都要定期对水库水位、水量进行测量和计算。以往人工测报数据统计慢、精度低，该测报系统运用后，市、县各级有关部门可以实时了解水库的实际蓄水情况，为抗旱工作提供重要、及时的技术支撑。

4.增强水库现代化管理

该系统摄像装置能使水库管理部门实时观察检测大坝和溢洪道等枢纽设施的运行情况；巡检功能也能实时记录水库的日常管理和维护情况；水位自动测量大大减轻了管理人员的工作强度，节约了大量人力、物力；预留的信息化端口将来还可以接入水质保护、白蚁监测等模块，进一步提升水库现代化管理水平。

5.增强水文系统预报测报精度和覆盖面

测报系统数据格式满足水文数据的要求，可以整体加入水文等部门的降雨数据统计系统，相当于为水文系统增加了近千处雨量测站，由此大大提升了水文测报的精度。

6.便于水库管理单位了解水库基本参数

通过浏览器访问系统或通过手机APP应用，有关人员可以随时随地通过手机查询水库水雨情和现场照片等，也可以查询水库的基本特征参数等。系统还具有定位导航等功能。

7.水雨情数据的积累为今后水库洪水预报提供重要基础

襄阳水库信息化的数据已经全部接入湖北省水库管理系统。通过该系统可以对全市水库进行洪水预报等操作，进一步提升今后的防洪效能。

六、结 语

襄阳市整体推进并建成小型水库信息化系统，在水库防洪保安、规范水库管理和加强水资源科学调度管理等方面都发挥了重要作用。受资金限制，测报系统没有配备大坝渗流和位移观测、白蚁防治、水质监测等模块，今后可根据实际需要逐步添加。测报系统使用特别是洪水预报等后续应用及管理人员培训仍需要进一步推进。

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责任编辑 张金慧

Informatization construction and management of small reservoirs in Xiangyang City//

Yu Xiaohu,Shao Bo, Zhang Huabing

Extension of information system for small reservoir management faces a series of problems due to the large number,remote location,poor management and fund shortage.A detailed introduction is given to functional orientation,indicator defining,instrument selection,establishment and management of information system and its long-term operation and maintenance.The effectiveness and operation results of hydrological data measuring and forecasting has been evaluated.

small reservoir;informatization;water and rainfall information;remote sensing;Xiangyang

TV62+TP393

：B

：1000-1123（2017）08-0021-03

2017-01-12

于小虎，高级工程师。