苏州河堤防风险管控及智能化应用探析

田爱平，欧 洋

（上海市堤防泵闸建设运行中心，上海市 200080）

0 引言

苏州河沿线堤防是保证两岸经济发展与城市防洪的重要屏障[1-2]。2014年上海市水务局借鉴城市网格化理念，建成水务专业网格化（条段化）管理系统，将堤防进行区段划分，全面掌握堤防设施的运行状态，推进区域管理网格化、养护对象信息化、过程监管精细化，成为堤防日常管理的主要手段[3]。

2016年上海市堤防处进一步开发堤防防汛应急调度系统，对堤防抢险技术手册进行数字化、系统化转换，建立堤防应急调度中心，对所辖防汛物资仓库、应急抢险队伍、抢险运输车辆等进行信息化调度管理。通过系统可根据险种、程度和出现点环境自动生成抢险方案及所需物资、车辆、人员数量以供参考，在指挥人员确认后自动下发指令至车载终端和下联物资管理系统，同步显示出险点、物资、人员等位置和轨迹信息，并在后期根据响应及时性和完整性对参与对象进行自动评价。

尽管苏州河堤防风险管控在近些年来发展迅速并不断完善，但部分区段仍存在风险难发现、反馈不及时、防控不到位等问题[4]。为适应新形式下城市堤防精细化管理要求，本文梳理了苏州河堤防现存风险因素与管控短板，并针对性的提出了风险管控工作的优化对策，积极推进堤防风险智能化监测及预警系统建设，为加强特大城市河道堤防的安全提供经验与参考。

1 苏州河堤防风险现状

苏州河市区段（外环线—苏州河河口）堤防总长约42 km，穿越虹口、黄浦、静安、长宁、普陀、嘉定六区。苏州河市区段沿线主要口门有各类泵闸30 余座，跨河桥梁及轨道交通穿越段40 余处，贯通区域堤防设计亲水平台30 段（见图1）。

图1 苏州河贯通段亲水平台分布图

2016年至今，苏州河市区段两岸累计发现隐患渗漏点40 处，其中25 处已在历年渗漏除险及抢险工程中处置，剩余渗漏点将结合后续两岸贯通及景观提升工程进行处理（见图2）。考虑到苏州河市区段防汛墙墙后空间较窄，紧邻市政道路及沿河建筑，管理范围内管线及交叉建筑物复杂，且目前墙后地坪较低，客观上仍存在较大的渗漏风险。目前存在的具体风险列举如下：

图2 苏州河防汛墙渗漏点示意图

（1）苏州河市区段防汛墙后地面高程大多在2.8～3.5 m，低于目前苏州河河口调水水位3.6 m，防汛墙存在渗漏风险；

（2）苏州河三期综合整治过程中，并未对沿河桥梁保留岸段防汛墙进行达标改建，保留岸段防汛墙渗漏时有发生；

（3）苏州河市区段贯通范围内，部分亲水平台并未按照相关要求进行改造，导致部分平台高程过低，频繁被河水浸没，影响游客安全；

（4）受苏三期桥梁保留岸段防汛墙渗漏隐患影响，苏州河河口水闸目前引水控制水位为3.6 m，与未来4.2 m 的常态景观水位尚有差距；

（5）苏州河防汛墙后腹地狭窄，建筑物众多，沿线管线密布，很多区域不具备开挖抢险施工条件，此外部分桥梁净空较低，大型施工车辆无法进出；

（6）苏州河堤防贯通区域建成后，常有垂钓人员翻越栏杆进入迎水面墙前生态花槽，针对密集人流及防汛设施维护需要一定的风险管控手段。

3 堤防风险管控现状及存在问题

3.1 风险管控流程

现阶段苏州河防汛墙的风险监测与管控主要采用人工与信息化相结合的手段。通过人工巡查发现苏州河防汛墙出现渗漏、漫溢风险情况后，利用堤防网格化巡查手机终端，将出现渗漏、漫溢的岸段位置、桩号、发现时间、现场情况描述及照片等信息通过堤防网格化管理系统上报区堤防管理单位。区堤防管理单位根据上报信息中渗漏、漫溢的严重程度，将信息及时发送给区堤防养护单位现场处置或与市级水务管理等部门采取联动管控，通过河口水闸调度、沿线排水泵站停排等措施，强化现场风险管控。

3.2 风险管控存在问题

（1）缺乏信息交互能力

现行的堤防网格化管理系统仅实现了堤防管理部门市区两级以及堤防巡查养护单位信息的流转，对于网格化系统以外的跨部门、层级的信息交互目前仍采用人工方式，无法通过信息系统进行，所以无论是信息上报或信息反馈都缺乏实时性。

（2）缺乏智能感知手段

目前的堤防网格化管理是按照市区4 km、郊区5 km 配置1 人，每日巡查2 次，高、低潮位或预警期间加密频次，发现问题通过手持终端上报的方式进行。相对于全时段、全要素的风险防控体系建设还有着一定的差距，而就人工本身来说受个人能力、天气和环境的约束也无法做到全方位监测，需要建设必要的自动监测和智能感知系统，弥补人工巡查的真空期和空白点。

（3）缺乏防控联动应用

从近年来的防汛墙渗漏处理事件来看，墙体渗漏风险防控除了堤防管理部门外还需要与水闸调度、城市排涝、水文观测、交通海事等多部门协同配合，联合控制苏州河沿线水位防止渗漏险情扩大，对无法采用开挖技术防渗的岸段由抢险单位使用新技术或新材料进行封堵，并对抢险岸段进行定期成效观测。上述阶段的独立应用系统在各部门或单位都已建成，但协同调度层面并未打通，无论是管控流程或管控数据都要通过人工方式进行交互，严重降低了专用系统的工作效率，需要根据城运系统“观、管、防”的新要求在“一网统管”平台上实现功能联动和处置过程闭环。

4 堤防风险管控优化对策

4.1 风险管控重点工作

（1）渗漏风险点梳理：先结合防汛墙高程及水位信息进行远期预测分析，再根据分析结果，对风险因素较大、发生频率高的点布设监控设施，进行远程实时监控。

（2）漫溢风险预报：采用预测预报机制，系统设置简单较快的粗略算法，第一时间根据台风预警及雨情、水情信息，对发生漫溢的可能性进行预测分析，对预测结果根据严重程度分级，并根据分级结果选择推送范围，直接推送至相关负责人手机。

（3）漫溢风险预报内容：包括风险等级、风险影响范围、风险预估结果，需采取的风险防控措施（沿线水闸、市政泵站联动）。

（4）渗漏风险定级：对已知较大的苏州河防汛墙渗漏风险点布置警报设施，根据水流速大小对渗漏风险进行定级，并根据不同等级结果发出预警，严重情况下，同时发送至养护单位负责人。

（5）应急处置：当养护单位无法处置险情时，启动应急处置流程，紧急调用抢险物资并通知专业抢险队伍对出险点进行应急处置，确保出险点范围内的人民生命和财产安全。

4.2 智能信息化系统建设

（1）防汛墙渗漏防控链

结合苏州河滨江贯通工程，计划在已处置的40个渗漏点、31 座桥梁连接段堤防安装视频监视分析设备，部分墙后地坪较低的渗漏点安装动态感知设备，开发前端智能分析软件，系统架构见图3。选择13 段隧道穿越段中的新建或重要区段安装形变位移（见图4）自动监测设备，升级现有水务专业网格化（条段化）管理系统，实现智能监测与人工巡检的全方位、全时段有机结合和互补。改造融合堤防防汛应急调度系统，打通日常管理与应急处置的流程交互；依托“一网统管”2.0 升级，设计堤防与水文、泵闸、排水等业务系统的协同机制、流程闭环和数据交互，建立完善的苏州河防汛墙渗漏风险防控链条。

图3 视频智能分析系统架构

图4 堤防形变位移监测示意

（2）亲水平台淹没及人员翻越栏杆预警

根据区域大小和重要性拟在20 个亲水平台和10 处设置墙前生态花槽岸段栏杆附近分别建设1～2个一体化监视及预警设备（见图5）；通过“一网统管”和“智能苏州河”系统获取水位信息，建立苏州河沿线水位变动趋势模型，通过数据积累逐步实现对沿线亲水平台淹没的有效预测和示警，实时将信息推送至前端设备和堤防巡查人员，配合视频监控在“一网统管”平台上进行过程监管。

图5 一体化监视、预警设备示意

（3）常态风险水位管控

无论是防汛墙渗漏还是漫溢的防控措施都与苏州河水位管控都密不可分。从远期规划来看，苏州河西段建闸（吴淞江工程）和苏州河河口建泵闸项目实施将有效控制苏州河常态水位，大幅度降低渗漏和漫溢风险，所以在风险管控智能化应用设计中，也需要考虑到今后的规划与发展，不断调整应用思路，将工作重心由渗漏或满溢风险应急处置逐步向堤防设施管理风险常态化管控转变。

5 结语

（1）苏州河市区段防汛墙墙后空间较窄，涉堤建设项目较多，管理范围内管线复杂、桥梁轨交综合布置，且地坪较低，今后若按照苏州河生态景观调水的4.2 m 常水位要求，客观上仍存在较大的渗漏风险。

（2）苏州河堤防风险管控目前主要采用人工与信息化相结合的手段，但仍存在信息交互能力不足、智能感知手段落后、防控联动应用缺乏等问题。

（3）堤防风险智能信息化系统的建设能够根据堤防监测数据及安全评估标准，实现智能监测与人工巡检的全方位、全时段有机结合和互补，有利于形成全范围、重监控、快响应的堤防风险管控体系。