新形势下南水北调工程防汛信息化监督检查探讨

杨乐乐，谭亚男，丁言梅，王荣鲁

（1.华北水利水电大学，河南 郑州 450046；2.中国水利水电科学研究院，北京 100038；3.中国南水北调集团水网水务投资有限公司，北京 100036）

南水北调工程的顺利通水运行，使我国“南北调配、东西互济”的水网格局初见雏形，使得沿线受水区得以置换出大量地表水和地下水，使工业、农业、生活及生态环境“争水”的局面得到一定程度的缓解[1]。

南水北调东线一期工程和中线一期工程建筑物形式复杂多样，具有战线长、立体交叉、包含建筑物多、设施复杂等特点，面对这种长距离线性工程，如何进行有效的监督检查，也是各级水行政主管部门和南水北调各级管理单位面临的问题，因此，南水北调工程的安全运行管理相较于其他工程具有其独特的艰巨性[2]。

1 南水北调工程安全运行面临的新形势

1.1 工程综合效益日益显著

1）水资源配置格局不断优化。工程通水以来，年调水量从20 多亿m3持续攀升至近100 亿m3。2）群众饮水安全得到保障。丹江口水库和中线干线水质稳定在地表水水质Ⅱ类以上；东线一期工程输水干线水质稳定在地表水水质Ⅲ类以上。3）河湖生态环境复苏有力。通过水源置换、生态补水等措施，保障了沿线河湖生态用水，有效遏制因缺水造成的生态环境恶化。4）南北经济循环有效畅通。我国北方地区是重要的经济发展区，工程将南方水资源运送至北方，助力北方地区发展，优化各类生产要素在南北方的配置，为保障国家重大战略实施、推进经济社会高质量发展提供了坚实的水资源支撑[3]。

1.2 汛期极端天气带来更大挑战

我国是气候变化的显著影响区及敏感区。受全球气候变化和人类活动影响，近年来，我国气候形势愈发复杂多变，水旱灾害的突发性、不确定性和异常性更为突出，超强台风、强降雨、干旱等极端事件明显增多。2021年汛期，南水北调中线工程经历了建成以来覆盖范围最广、降雨强度最大、破坏力最强的特大暴雨洪水考验，尤其是郑州“7·20”暴雨最大小时降雨量达201.9 mm，突破了我国大陆小时降雨量的历史极值；东线一期工程秋季又面临黄河中下游秋汛，时间之长、洪量之大，历史罕见[1]。

由于极端天气的超标准载荷，水利工程隐患集中暴发概率增大，产生灾害放大效应。对于南水北调东、中线工程这样规模庞大、输水线路长、设计范围广、地质情况复杂、交叉建筑物样式繁多的巨型线性工程，其运行将不可避免地受到各类不确定性因素的影响，同时导致极端天气的因素也具有多样性和独特性。因此，坚持底线思维，科学有序地落实、落细各项应对措施，确保工程万无一失显得尤为重要。

2 防汛信息化监督检查主要内容

2.1 防汛体系制度检查

1）组织体系检查。主要检查组织机构是否健全，是否成立了以行政第一责任人为组长的防汛领导小组，是否下设防汛办公室和抗洪抢险队；检查各级防汛岗位职责是否明确，岗位责任制是否健全。

2）管理制度检查。检查防汛安全检查、汛期值班、巡查、汇报、会议、物资管理、通讯管理的制度是否健全；检查各项防汛制度执行和落实情况。

3）汛情预报预警系统检查。检查是否与水利、气象、应急管理部门建立了沟通、协调机制，防汛相关信息的获取是否及时、顺畅；检查信息化软硬件设备配备及管理情况。

2.2 度汛方案、防汛队伍及防汛物资储备检查

1）度汛方案。检查防汛方案和超标洪水防御预案内容是否齐全，度汛方案是否具有针对性、可操作性、满足度汛要求，是否提出重点部位防汛应急应对措施，是否制定了超标洪水应对措施，是否按要求进行备案、培训、演练；检查是否按规定履行编制、修订、批复、备案程序。

2）防汛队伍和培训。检查防汛人员数量、驻地、专业素质，以及抢险设备等是否满足度汛要求；检查项目法人、工程管理单位和外委单位等防汛人员和队伍开展本区域防汛等方面的培训情况。

3）防汛物资储备及调运。检查防汛物资、器材及抢险设备的数量、规格、质量、存放条件、管理维护等是否满足条件，台账是否清楚，保管检测维护责任是否落实；检查交通（车辆、道路等）应急调运保障工作是否落实。

4）防汛演练。检查演练科目设置是否适合工程实际，演练能否检验方案设置效果，是否符合防汛抗洪抢险需求，是否能提升防汛应急处置能力。

5）应急救援机制。检查与沿线地方政府抢险部门及驻地部队建立抢险救援协作机制情况。

2.3 工程防汛重点项目、薄弱环节检查

1）不良地质条件渠段（高填方、高地下水、膨胀土及采空区）。检查渠道边坡是否存在滑坡、是否下沉和开裂、是否渗水、是否冲刷，衬砌板是否隆起、开裂和位移，排水设施是否有效。检查地基是否塌陷，防渗设施是否破坏，渠道是否溃口等。

2）渠道交叉建筑物。检查槽墩及进出口边坡是否冲刷失稳，槽墩是否受到撞击失稳，槽下净空是否充足。倒虹吸和暗渠管身及裹头是否冲刷失稳，渠堤是否漫顶，河道纵坡降是否增大，管身防护是否受损，裹头岸坡防护是否受损。

3）金属结构、电气及自动化设备。检查是否建立了防雷系统，是否配备了消防器材，配电间的防汛、排水设施是否完好，是否有备用电源，恶劣天气需要户外作业是否有相应的安全防护设备，是否有明确的抗震级别，闸门、启闭机是否正常运行，闸门主梁、支臂、边梁、纵梁、次梁等主要构件有无明显变形或损伤，设备是否及时防腐。

3 防汛信息化监督检查主要手段

3.1 无人机地面数据采集系统

无人机数据采集主要包括正射影像数据、三维点云数据、航拍视频数据，为南水北调工程防汛信息化检查提供及时、真实、高效的数据信息，防汛检查无人机地面数据采集流程见图1。

图1 防汛检查无人机地面数据采集流程图

3.2 三维激光扫描仪地面数据采集系统

三维激光扫描仪数据采集主要包括全景照片、三维点云数据及三维模型，分析工程及建筑物的沉降、变形及破坏等，为南水北调工程防汛信息化检查提供高分辨率、高精度、全景化的数据信息，防汛检查三维激光扫描数据采集流程如图2所示。

图2 防汛检查三维激光扫描数据采集流程

3.3 防汛异地可视会商系统

防汛异地可视会商系统指在与互联网进行链接的状态下，将超文本信息以具体的图像和视频呈现出来，对异地的防汛状况进行实时监测。系统采用树型网络结构，在水利业务专网和政府政务外网通信链路互为备用的基础上，构建省、市、县三级防汛异地可视会商系统，满足水利行业内部纵向召开视频会议、横向实现业务沟通、多模式实施异地可视会商的需要。系统主要有视频会议调度、会议控制模式、双流视频会议、组播广播会议、会议声像监控、码流速率适配及会议质量控制等功能模块。

3.4 水利蓝信系统

蓝信是以即时通讯为基础的、适用于工作的、专属化的、安全可靠的移动办公平台，可以实现快速建立超大工作群组，提高工作效率；确保工作人员联系方式和工作文档不泄露，保障信息安全；按照工作人员属性、级别、权限等标签对人员进行分域管理，将不同权限的内容发给不同权限的人员，实现信息的上传下达。

3.5 防汛移动管理平台

工作人员可以通过防汛移动管理平台APP 及时了解所处地的防汛风险项目、物资设备情况、防汛人员信息、防汛值班人员、水雨情气候、预警响应、抢险信息及相关建筑物信息。防汛APP 主要功能有风险项目查询、物资设备查询、防汛人员管理、防汛值班查询、防汛资料查询及防汛物资统计信息查询等。

4 防汛信息化监督检查的优点及存在问题

4.1 防汛信息化监督检查的优点

1）有效解决现场监督检查困难的问题。各级水行政主管部门、防汛专家、南水北调集团及现场管理人员可以采用互联网进行互动，降低沟通不畅的影响。2）大幅提高效率。采用信息化监督检查，半天时间即可完成一个现地管理处的全面检查，节省了大量的差旅时间和差旅费用，较常规飞检工作效率得到极大提升。3）情况更加真实。虽然不能做到真正的“四不两直”，但是自发出监督检查通知并联系到现场管理人员后，即可开展检查工作，压缩管理处提前准备时间，更有利于摸清管理处现场真实情况。4）技术先进成熟。无人机、三维激光扫描、防汛异地会商系统、蓝信、中线防汛移动管理平台等软件技术成熟，管理人员使用熟练，不需要额外培训，中线公司更是能充分运用视频监控和工程巡查系统等现有业务系统助力飞检工作的顺利进行。

4.2 存在的问题

1）现场通信信号依赖性强。由于南水北调工程现场多位于偏远地区，人烟稀少，因此，现场基站少，通常网络信号较弱，通讯画面质量不佳，从而影响检查效果；此外，检查专家位于办公室或者家中，高峰期间网络不畅的问题同样存在。2）检查视野受限。监督检查时，现场管理人员一般按照规定的路线和准备的讲稿发言，手持手机等巡检设备的视频视野较小，巡视的路线都为常规路线，不容易发现建筑物实体隐蔽部位的问题。3）交流不畅。现场管理人员面对多位专家视频检查，需要边沟通边摄像，交流沟通不如面对面快捷方便。

5 结语

南水北调工程防汛工作信息化监督检查和常规现场飞检各有其优缺点，应继续探索构建常规飞检与信息化监督检查相结合的监督管理机制，丰富并完善远程与现地相结合的运行安全监管新体系，实现南水北调工程各级管理单位防汛检查全覆盖，形成上下联动、紧密协作、共同推进的工作格局。此外，建议相关管理单位组织制订信息化监管相关工作规程，提出统一要求，加强督导管理，层层传导压力，在视频飞检试点工作基础上，向各现场管理单位全面推行实施信息化监管工作，推动信息化监督检查工作不断向纵深发展。同时，针对目前存在的缺点，在南水北调工程沿线进一步增设信号基站，充分利用VR、虚拟现实和数字孪生等新一代科技手段，强化工程现场的动态监管工作，及时全面掌握各项工程基本信息，构建安全稳定、高效协同的信息化监管平台，将信息化监管打造成南水北调工程运行管理的亮点，有效助力南水北调工程安全、供水安全、水质安全。