浅析“智慧水库”平台建设及发展方向——以淄博市萌山水库为例

侯念利 孟 光 孟庆刚

淄博市萌山水库位于淄博市文昌湖区境内，1958年动工兴建，1966年建成蓄水，是一座以防洪，灌溉，工农业供水，景观水、生态水源涵养为主的国家重点水利工程。水库控制流域面积288km2，总库容 1亿m3，枢纽工程主要有大坝、溢洪道、放水洞三部分组成。保护着下游张店、周村两城区和周村军用机场、胶济铁路、济青高速公路、滨博高速公路、309国道等重要国防设施和交通干线，以及水库下游100余万人、80万亩耕地的防洪安全。

现萌山水库已成为淄博主城区上游“两库相连，三河相通”水网的重要节点，也是中游“八河连通、六水共用、清水润城”生态水系的重要组成部分，随着淄博市“引水入萌”工程的竣工，黄河水（长江水）已具备调入萌山水库的条件，其功能已不仅是防洪、满足周边工农业供水和供应文昌湖区生态用水，而是进入了淄博经济社会、生态建设和保障城市饮水安全的战略格局，地位和作用更加无可替代。

一、萌山水库智慧水库平台建设情况

萌山水库智慧平台是通过大数据分析水库安全、管理进行评估、预报和决策，是水库现代化管理的升级版。平台由数据收集、数据处理和管理应用三部分功能，涵盖了安全管理、安全监测、预报分析、工程管理等水库管理的各领域。其中利用北斗/GPS卫星系统对水库大坝沉陷位移变形进行实时监测，为山东省首次。萌山水库智慧水库平台将先进的卫星监测、渗流测量、洪水预报、视频监控、地表水自动检测系统等功能进行了有机的融合，功能性高实用性强。

1.大坝变形监测系统

该系统是利用北斗/GPS卫星系统，对坝后高程70m平台的2个监测点和变形区外的1个基准点，实现在线三维定位，对大坝水平和沉陷位移实施24h实时监测预警，监测数据精度达到毫米级。这项技术的应用彻底解决了多年来利用人工对水库大坝变形监测耗时、费力、频次精度、超限报警、外界气候环境以及数据整理分析等问题，是现代化技术手段在传统水利工程应用的典范。

2.大坝内部渗流测量系统

该系统用来自动观测大坝内部坝基扬压力、坝体渗流是否安全稳定。它利用分布在大坝坝体、坝基内部的17根振弦式测压管，在全天候环境下实时监测坝体内部水位的变化，分析测压管水位过程线、特性水位圈套图变化趋势，提高预警响应速度。这项技术解决了人工观测造成的精度不高、观测不准、分析误判等问题，走在了全省前列。

3.洪水自动预报系统

该系统通过实时采集到的雨情、水情、工情等信息，按照萌山水库的洪水模型，计算水库及河道的承洪能力，预报水库上游范阳河、白泥河出现的洪水过程、洪峰流量、洪水总量等，实现了洪水的自动预警及人工干预预报，对水库了解实时防洪形势和防汛指挥决策提供技术支持。这套系统经过十几年的运用，准确可靠。

4.溢洪闸门自动化控制系统

作为萌山水库增容工程配套工程，安装了当前最先进的溢洪闸门自动化模块控制系统，主要由现地手动控制、现地自动控制、远程手动控制和远程自动控制四部分组成，现地操作提供最基本的手动操作功能，远程控制可以根据调度需要在中控室对各闸门进行远程启闭操作，系统的可靠性、精准性都大幅提高，并且能够实时显示闸门的工情和水情信息，并进行数据的实时入库与共享。

5.水位监测及雨水情监测系统

这套系统是水库管理的常规配置。其中雨水情监测系统与市水文局联网，可实时显示更新水库流域的雨情信息，并为洪水自动预报系统提供数据支撑。水位监测系统实时监测水库水位、库容变化情况，解决了过去人工看水尺精度不高、观测不准、频次不够的问题。

6.工业供水自动化控制系统

萌山水库除担负着文昌湖的水生态、水景观、水安全的任务外，作为工业水源地还肩负着向周村热电公司等企业的供水任务。为提高供水的可靠性、安全性，2015年对供水泵站实施了技术改造，安装了自动化控制系统，实现了设备自动开关机、安全保护和长距离控制信号传输，工程管理基本达到了无人值守的标准。

7.视频监控系统

实施了天眼工程。在水库周边、重点部位、关键设施安装了46处高清网络监控系统，基本上实现了工程可视全覆盖。

8.地表水自动检测系统

水质自动检测系统主要是在水库四周布设水质自动监测点，运用自动控制和计算机技术，并配备专用水质自动检测设备，组成一个从取样、预处理过滤、测量到数据处理及存储、预警为主的完整系统，从而实现了水质自动检测、传输、入库、分析、预警等功能。

二、智慧水库建设的短板

1.基础资源不足

尽管水库建有雨水情、大坝变形监测、渗流监测设施等，同时也积累了一些基本资料，但相关监测设施覆盖面不广，自动化控制设备建设不完善，不能适应具有较高业务需求的信息化系统建设要求。

2.信息共享困难

萌山水库信息化系统建设还处于起步阶段，各种信息采集基础设施、数据传输设施、数据存储设备、信息共享机制不配套，严重影响了与上级部门的信息交流和数据共享。

3.缺乏统一的信息管理平台

水库日常工作繁杂、涉及信息面广、各类信息分布零散，迫切需要建立一个统一、综合、高效的查询、发布、可视化展示的服务平台，提高水库综合信息科学性规范化管理能力。

4.智慧型决策应用基础薄弱

水库日常管理中所需的信息查询、工程监控、洪水预报及调度决策、日常办公等业务部分停留在手工处理阶段，缺少全局统筹管理的高效智慧型应用体系。

三、智慧水库今后发展方向

1.以设施现代化为抓手，保障水库装备现代化

通过对水库原有设施的更新维护，布设自动化监测装备，实现水库基础设施的现代化，保障水库信息化建设过程中各种检测设施和仪器装备有良好的运行环境。

2.以监测自动化为起点，支撑水库业务信息化

通过将雨情、水情、工情等信息自动整合、优化，构建一体化服务平台，打破过去分散布局的工作状态，实现水库标准化、信息化建设。

3.以信息化技术为手段，推进水库管理现代化

利用计算机技术、现代化通信技术等，实现信息资源集中共享和有效利用，为水库信息查询和决策支持提供丰富的信息来源，模拟仿真洪水演进和洪水调度，从而制定合理的防洪减灾方案，完善防洪体系，实现水库管理上的实时调度。2017年山东省首届“水库管理论坛”在淄博市萌山水库管理处举行。山东省水利厅、淄博市水利与渔业局领导以及全省有代表性的35家大中型水库主要负责人参加会议。萌山水库管理处在会上作了题为《发展智慧水库，提升水库管理水平》典型发言。短短几年间，萌山“老水库”面貌焕然一新，展现出强劲的发展活力，经验宝贵值得借鉴，特别是实施的“智慧水库”建设，属重大管理创新，是打造科学规范工程管理体系的突出亮点。从全省、全国来看，像萌山水库这样的“老水库”众多，作为基层水管单位，一直处于现代化管理的盲点和末端。萌山水库以“智慧水库”建设为“老水库”改革发展提供了“淄博方案”，对于全省乃至全国探索水库管理、深化水利工程管理、巩固工程规范化管理成果，具有方向性引领作用，对于建设现代化水库大有裨益，意义重大而深远