高平市智慧水务及水库智能化管理建设

2021-01-18常海春

山西水利 2021年1期

常海春

（晋城市高平市水务局，山西高平 048400）

1 高平市概况

高平市位于山西省东南部，泽州盆地北端，太行山西南边缘，因其四面群山环绕、中部相对平坦而得名“高平”，市域面积946km2。属大陆性暖温带季风气候，一年四季分明，雨热同季，季风强盛。全市降水时空分布不均，丰枯悬殊，多年平均降水量为589.4mm。汛期降水量占全年降水量的72.5%，多年平均蒸发量为1735mm，干旱指数为2.8。高平市地处丹河流域上游，丹河为沁河的最大支流，流域面积2931km2，河流全长129km。丹河自北向南纵贯高平市，在高平市境内河长41.75km。

高平市是资源型缺水和水质污染型缺水并存的地区，根据晋城市第二次水资源评价结果，高平市水资源总量为9943万m3，可利用量仅为5501万m3，人均水资源量199m3，仅为全国人均水资源量的1/10。

2 智慧水务设施现状

2.1 信息采集

2.1.1 地下水水位监测

高平市现状共有地下水位监测点16个，其中3个位于超采区，13个位于非超采区。

2.1.2 山洪预警监测

依托2013年实施的水利部山洪预警平台，高平市布设了多种感知设备。其中自动水位站点3处，简易水文站点5处，自动雨量站19座、简易雨量站148处、视频监控点4处、县级山洪灾害预警平台1处、乡级预警系统16套、村级预警广播73套、手摇报警器86个、锣哨148个、县级计算机网络及会商系统1套，初步构建了山洪灾害防治区报警体系。

2.1.3 水库监测

高平现有供水水库20座，总库容3953万m3，其中小（一）型水库9座，小（二）型水库11座。2009—2018年，高平市先后对20座水库进行了除险加固，所有水库埋设了变形观测点，部分蓄水水库安装了测压管。高平市小型水库共建自动水位站3处、雨量站4处、监控系统6套。上述信息没有数据的远程传输，只在水库管理处进行信息的展示和显示。

2.1.4 工业企业用水监测

高平市各用水企业均安装了机械水表，但没有远传功能。目前高平正针对工业企业更换具有远传功能的电磁表，下一步可将水表数据传输至新建信息平台。

2.1.5 农村用水监测

高平市农村供水多采用地下水源，供水点分散，以高位水池自流方式供水。东、西部供水工程完成后，张峰水库水源可逐渐替代地下水，作为供水的主水源，地下水源作为备用水源。据统计，目前只有1/3的用户安装了智能水表，但没有远传功能，需要定期抄表。

2.2 网络通信

全市水利网络通讯建设，实现了各水利部门信息网络的互联互通，通过GPRS、4G、光纤等方式实现了前端监测、监控数据的接入，市水务局建设了覆盖上下级水利部门的计算机网络系统和覆盖各乡镇的VPN通信网络系统，实现了获取水利信息和移动办公的需求。

3 智慧水务建设

3.1 智慧水务建设要求

智慧水务建设是贯彻“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”十六字治水思路的必要举措，是“水利工程补短板，水利行业强监管”的具体措施。

水利部于2016年4月印发了《全国水利信息化发展“十三五”规划》，提出推动“数字水利”向“智慧水利”转变，推进水治理体系和水治理能力现代化的发展目标，建设水利业务应用深化、信息资源整合共享、基础设施完善、网络安全加固、保障环境优化等五大任务的一项重要工作。

3.2 存在的差距

目前水雨情等方面的信息采集较为完善，为防汛业务管理提供了重要支撑，但与实现防汛监测信息全面获取，实现精细、超前的预报还有一定的差距，需进一步加密雨量、水位、流量等基础感知密度；在水资源保障、水生态环境保护方面监测能力较为薄弱，水功能区水质监测大多以人工为主。

为落实最严格的水资源管理制度，满足人民对美好生态环境的需求，还需进一步加强；同时，积极引用无人机、卫星遥感、智能视频等新手段，提高河湖监管、岸线保护、水污染识别、水旱灾害指挥等的响应和处置能力，加强在建水利工程施工现场管控能力。

3.3 智慧水务建设思路

依据“整体规划，分步实施“的原则，通过智慧水务建设，提升高平市水务局在管理决策和应用服务方面的信息化水平，提高水务的管理能力、经济效益和服务水平。建成智慧感知信息健全、智慧分析能力提升、智慧应用业务协同的具有高平特色的“智慧水务”系统，以智慧水务建设驱动水务现代化管理，实现水务粗放式管理向水务精细化管理转变，促进水利工程管理向标准化转变，促进水务服务向社会化发展。

4 水库信息化建设

4.1 水库管理现状

高平市共有20座小型水库，其中小（一）型水库9座，小（二）型水库11座，现蓄水水库8座。水库安全监测设施比较完善，其中釜山、米山、杜寨、章庄、赵庄和陈区水库大坝表面变形和大坝渗压监测设施比较完善，其它水库仅有大坝表面变形监测设施。目前所有水库大坝表面变形数据测量，都委托晋城水利勘测设计院实施，尚未开展渗流观测。

高平市现有20座小型水库，通过改革全部明晰了工程产权，工程产权所有者即管护主体，其中釜山、赵庄、杜寨、米山、东仓、西仓、章庄等7座水库产权归高平市3个公益性水库管理单位所有，其他13座小型水库产权归当地乡镇人民政府（街道办事处）所有。

水库管理经费80%由财政承担，20%由供水企业承担，维修养护经费也已经列入每年年度预算，但水库管理单位人员老龄化、专业技术人员短缺、大坝安全监测设施安装不规范等问题成为管理的制约因素，水库管理单位无法了解水库安全管理情况。为此，引进第三方分年度开展水库智能化设施建设，对20座水库进行智能化远程管理，2020年先对蓄水且有渗压监测设施的杜寨水库进行示范项目实施。

4.2 水库智能监测实施

在管理房安装中枢电脑、路由器、配电箱、交换机、转换器等，安装数据采集、云平台和一体化平台软件系统，在坝前安装全角视频监控系统，在卧管进口段安装库容雨量水位仪和视频融合器集成箱，测压管内安装渗压计，通过数据线将测压管里的渗压计与电脑相连读取测压管数据，在大坝上下游安装8个巡查点位牌，用于自动巡查、记录、图像上传。

4.3 系统功能

（1）实现水库水位、雨量、渗流、沉降（人工录入）、视频（现有系统接入）等要素，集成到一个展示界面。实现水库智能化远程管理系统水位、降雨、巡查管护、测流测压的全方位监测。

（2）实现水库大坝安全巡查与智能诊断，系统主要包括人员管理模块（巡检人员添加、人员权限分配）、智能巡检管理模块（巡检路线设定、巡检任务制定、巡检任务提醒、巡检任务执行、关联隐患处置案例、隐患处理效果反馈）、查询统计管理模块（巡检任务查询、人员巡检轨迹回放、巡检类别查询、巡检隐患查询管理、巡检报告、巡检点动态设置）等。

（3）实现远程查看。向管理单位授权后，可远程查看水库现场及历史的监测数据、视频、巡检人员的巡检轨迹和相关记录情况等内容。另外利用该系统可向水库管理单位提供数据分析报告、大坝安全远程监护、大坝安全管理技术服务，包括培训、风险和隐患动态管理、远程技术指导和现场问题处理。