大型水库“智慧水库”建设思路探索

张磊

（宣城市港口湾水库管理处，安徽 宣城 242000）

0 引言

在大型水库运行过程中，为了达到规范化管理要求，需要合理融入信息技术，构建科学的运行管理平台，对水库相关信息进行收集，改变现有的水库管理体系，为水库稳定运行提供保障。在智慧水库建设时，当水库水位超过104.97m、低于108.57m 时，水库实行错峰补偿调节，必要时水库关闸拦洪，控制雅漾河段水位不超过8.03m（相应流量500m3/s）。对于水库运行来讲，在“智慧水库”建设过程中，需要提升数据汇编能力，对水库运行产生的数据进行收集，完成数据运行科学化管理，定期实现水库安全评估，保证水库工程建设外观符合标准。在“智慧水库”建设过程中，仍缺少足够的发展经验，因此需要增加理论研究内容，增加水库的使用功能，合理应对自然环境产生的挑战。

1 大型水库“智慧水库”建设遇到的挑战

在“智慧水库”建设过程中，需要完成信息收集和平台运行管理，信息收集需要关注防汛检查信息、专项检查信息、年度检查信息以及安全隐患信息等，通过信息收集方式，制定合理的水库维修计划，保证信息的准确性与稳定性，对水库供水流量进行监控，确保水库稳定运行，在实践角度来看，“智慧水库”建设过程中，依然存在多重挑战，具体的研究内容如下。

1.1 水库智能化管理能力不足

水库运行管理平台需要完成安全鉴定和工程验收等工作，在日常监测过程中，需要对水流进行合理调度，为水库运行提供安全环境，降低安全事故发生概率。通过了解水库建设现状得出，目前在水库管理过程中，依然以人工巡检的方式为主，由于巡检次数较低，并且出现了费用耗损的情况，无法达到智能化监管的要求。部分水库管理人员，虽然学习了智能监管知识，但是在监管平台建设过程中，动态监管能力不足，无法发挥出信息辅助工具的作用，影响了水库的正常运行。

1.2 数据资源相对分散，无法达到数据融合服务的目的

在大型水库运行过程中，由于产生的数据量较大，在数据分类和收集工作中，需要投入大量资金。当水库水位超过108.57m，低于104.97m（防洪高水位）时，水库实行补偿调节，控制雅漾断面河道水位低于8.03m（相应流量500m3/s），预计雅漾河段水位超过8.03m 时，水库关闸蓄水。另外，大型水库产生的数据相对分散，在智能监管平台不完善的情况下，无法提升数据利用率，部分数据重复收集，影响了数据统一管理的质量[1]。在传统水库数据服务模式创新中，需要构建大数据管理系统，找到数据收集和管理的重点，才能实现数据针对性研究。由于缺少专业的数据传输接口，数据分析能力相对较弱，在数据转换过程中出现了数据丢失的情况，对大型水库智能化发展产生了影响。

1.3 水库业务应用覆盖面不足

在水库标准化建设过程中，需要应用综合管理平台，还需增加预警系统，才能解决大型水库运行的安全问题。在业务管理平台建设过程中，由于软件设施和硬件设施存在不足，无法为各工作部门的业务处理提供支撑。在部分系统应用时，由于系统功能相对欠缺，无法实现所有数据过滤与处理。例如，在水库大坝和水文条件数据分析中，由于数据具有一定变化性，无法实现数据动态分析，对各项业务开展产生的影响。在水库业务系统建设时，要了解数据流转的特点，增加数据应用的覆盖面，才能满足大型水库运行要求。

1.4 大型水库运行中缺少统一的综合管理平台

大型水库综合管理平台建设中，现有的业务系统无法达到集成目标，从而导致业务孤岛的现象发生。对于系统管理人员来讲，在管理系统不完善的情况下，无法实现业务协同，增加了日常工作量，对水库监管工作无法关注。在“智慧水库”建设时，构建统一的综合管理平台属于基础条件，各工作部门需要共同努力，对管理系统的功能进行扩充，重点建设数据库和协同管理平台，为各项业务开展提供保障[2]。

2 大型水库“智慧水库”建设思路

在“智慧水库”建设过程中，需要合理融入云计算、物联网以及大数据技术等，对大型水库运行方法进行创新，增强水库的监管能力。当水库水位超过112.22m时，水库转为保坝为主，逐步加大闸门开度，但应控制下泄流量不超过最大入库流量，尽量使库水位维持在112.22m。在智能监控系统使用后，不光可以促进数据整合，还能对现有的资源进行统计，为大型水库管理业务开展提供良好平台。在智能化管理工作中，需要实现数据可视化分析，明确系统的具体考核元素，打造“智慧水库”发展典型。

2.1 视频监控系统智能化处理

在原有的大型水库监控系统改造过程中，需要增强数据处理功能，以先进的技术手段为支撑，合理添加预警程序，对森林火灾进行防护，对大型水库的漂浮物进行监测，对传统的人工监管方式进行替代。智能监控系统还需具备数据分析能力，发现问题及时反馈，达到大型水库安全管理的目标，降低工作人员的日常工作负担，保证大型水库稳定运行[3]。

2.2 提升数据可视化处理能力

在“智慧水库”打造过程中，需要合理设计数据管家，通过智慧化服务方法，对现有的水库资源进行合理应用，增加管理系统的相关功能。在数据管理平台创新过程中，需要对数据资源进行分析，关注数据集成的真实情况，保证数据服务的稳定性。在水库运行数据逐渐丰富的情况下，可以为水库监控与管理提供支持，提升数据共享能力，改进水库管理体系。在水库数据资源服务体系构建过程中需要注意，需要增强工作人员的服务意识，在数据产业化发展过程中，了解数据服务的价值，完成水库阶段性管理目标。

2.3 实现考核管理元素化

在大型水库管理工作中，由于工作内容相对复杂，需要应用信息技术，降低日常管理的难度。始终应用人工巡检方式，可能出现漏检等问题，因此需要了解水库管理的基本要点，根据水库运行的真实情况，达到标准化管理目标。在元素化理念落实过程中，需要考虑安全管理的理念，在管理平台标准化建设的前提下，发挥出元素考核的作用。管理人员需要对生产元素管理系统进行改进，在系统升级和改革时，合理融入双控模块，增加管理模块的附加值，增强预警系统的敏感度。在水库工程风险评估过程中，需要对评估效果进行合理分析，明确水库智能化管理的发展方向，预防在水库建设方面出现问题[4]。

2.4 合理应用一体化管理平台

在“智慧水库”发展目标确定后，需要了解一体化管理平台的重要性，逐渐优化水库管理框架，发挥出“智慧水库”的作用。在现有的资源应用过程中，需要分析水库管理的现实需求，在得到管理部门和技术部门的支持下，突出一体化管理平台的优势，为水库自建与后期的管理创造稳定空间。为了深化水库管理的核心业务，需要增加管理平台的稳定性，朝着智慧化管理的发展目标，逐渐提升水库业务服务能力，发挥出“智慧水库”的全部功能。

3 大型水库“智慧水库”建设的相关建议

在“智慧水库”规范发展过程中，需要将运营平台和管理平台相结合，确定水库管理的相关程序，对产生的水库运行信息进行智能化处理，对每项管理内容进行记录，对出现的管理问题及时改正。在“智慧水库”建设过程中，要考虑互联网技术发展特点，将各种先进的技术进行结合，建立综合管控系统。在“智慧水库”发展目标确定后，要建设水库感知系统、管理系统以及环保系统，为社会发展提供助力。

3.1 “智慧水库”感知系统的建设

感知系统建设的主要目的是，了解水库运行的真实情况，对基础监测数据进行反馈，为管理平台运行提供数据基础。大型水库管理工作开展过程中，需要以自身运行情况为参考，对水库进行自动化监测，增加数据分析和储存功能。为了提升感知系统的功能，需要积极做好以下工作：首先，在雨水监控系统建设中，需要了解地区降雨量，深入分析雨水储存情况，判断水库上游和下游的水位，预防水库出现运行风险，保证雨水监测数据的稳定性[5]。其次，建设大坝安全监测系统。在大坝安全监测系统应用过程中，需要完成数据自动收集与分析，在大坝出现形变问题的情况下，系统需要及时发出警报，掌握大坝维修的最佳时机，确保水库安全运行。另外，在状态监测系统设计过程中，需要完成数据自动收集与储存，合理应用各种电气设备，确保防洪设备和泄洪设备处于稳定运行状态。在开关装置维护与检修过程中，需要保证维修工作的安全性，对各种电气设备进行远程操控，合理调度水库管理资源，将基本数据作为参考，预防系统建设出现问题。最后，建设立体视频监控系统。对于水库运行来讲，监控系统是不可缺少的重要内容，在监控系统设计过程中，不光需要保证监测录像的清晰度，还需关注监测区域的细节，形成综合防控体系，在宏观角度分析水库管理遇到的问题，达到“智慧水库”建设的目标。

3.2 构建完整的“智慧水库”管理平台

在管理平台打造过程中，需要考虑数据转化率，在管理平台进行定期维护，以三维仿真技术为基础，提升水库日常管理效率。在智能管理平台建设的初始阶段，需要实现智慧数据服务，了解数据储存器的功能，在数据业务转换过程中，预防出现数据过于分散的现象。在数据库打造时，需要完成水库自动清理，根据水库业务开展的现实需求，提供科学的数据分析平台。为了优化数据服务接口，还需挖掘数据技术的潜力，提升数据资源分享效果。同时，为了达到管理平台智能仿真的目标，需要构建三维场景模型，确定合理的监测点，对水库的运行情况进行模拟。通过合理的模拟方法，可以了解地质和自然条件产生的影响，对自然灾害进行预测，提升水库的管理效果。另外，建设智能工作平台，在信息技术融入过程中，需要通过数据分析方法完成水资源调配，考虑防洪工作和水库管理的难点，提升工作人员的综合水平。在智能工作平台打造过程中，需要对水库综合管理业务进行整合，定期完成水库维修，落实合理的应急管理方案，满族水库日常作业要求。

3.3 水库运行环境保护程序的建设

在“智慧水库”打造过程中，只要对水库附近的环境进行保护，将数据技术和通信网络相融合，了解环境保护的重点，增强管理人员的环境保护意识，为水库事业发展提供良好支撑。水库运行管理平台要完成安全鉴定、工程验收等工作，在日常监控的过程中，要合理地调整水量，为水库的运行提供一个安全的环境，减少安全事故的发生。在环境保护平台打造过程中，需要增加数据传输效率，对硬件设施和软件设施进行完善，完成森林覆盖率调查，将数据导入管理系统，增加环境管理的水平。在环境管理系统中，需要对水资源的质量进行定期测量，预防水体受到污染，对日常降雨进行过滤收集，管理人员需要积极探讨环保建议，发挥出环保管理程序的作用。为了保证各系统稳定运行，还需建设安全评估系统，为工作人员提供良好的工作环境，在系统出现故障时，安全管理系统也会提前预警，保证水库稳定运行。

4 结语

综上所述，在大型水库的运营过程中，要想实现标准化管理的要求，就必须将信息技术合理地结合起来，建立起一个科学的运营管理平台，收集与水库有关的信息，对现行的水库管理体制进行改造，从而保证水库的稳定运行。在水库运营方面，“智慧水库”建设中，要提高数据采集能力，采集水库运营所生成的数据，实现数据运营的科学管理，并对水库的安全性进行定期评价，确保水库项目的施工效果与规范相一致。在大规模水库的建设中，必须确立“智能化”的发展方向，提高“智能化”的运用能力，使“智能化”的发展成为可能。“智慧水库”的概念被提出来之后，为了更好地掌握水库的实际运行状况，提高水库的现代化管理水平，就必须将其运用到水利水电工程中去。从当前的现状来看，“智慧水库”的建设对大型水库来说是一项艰巨的任务，其中还存在着诸多的具体问题，不能真正做到对水库进行科学的诊断，也不能很好地预报水库的潜在风险，所以，还需要进行水库的改造，使智慧水库的功能更好地发挥出来。