前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的小型水库信息化管理平台构建与实施，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
【摘要】根据水利部“水利工程补短板、水利行业强监管”的要求，紧密结合成都市水库现状，聚焦水利发展需求，加快科技创新步伐，充分应用大数据、云平台和人工智等技术，以双流区永安水库为试点工程，介绍了小型水库信息化管理平台的构建思路、系统设计、建设内容、技术路线及建设模式，为实现成都市水库群管理的智能化提供支撑。后期根据应用情况进行推广，最终建立基于云平台的成都市水库安全监测群智慧管理网络。
【关键词】小型水库;信息化;管理平台;安全监测;智慧管理
1建设背景
我国现有水库大坝9.8万余座，大部分是小型水库，有9.3万余座。小型水库在灌溉、供水、改善生态环境等方面发挥了巨大作用，效益显著，是水利基础设施的重要组成部分。但是小型水库多建于20世纪50～70年代，工程标准低、质量较差，运行维修养护经费投入不足，管理待完善。据统计，我国小型水库平均病险比例高达53.3%。国家对小型水库安全十分重视，先后《小型水库土石坝主要安全隐患处置技术导则》(水建管〔2014〕5号)和《小型水库安全运行专项督查工作实施细则》(试行)(办安监〔2018〕126号)。2018年12月10日至11日，水利部在北京召开了加强小型水库运行管理座谈会暨2018年水利工程运行管理督查工作总结会议。与会代表讨论了《水利部关于加强小型水库大坝安全运行管理三年行动方案》和《小型水库病险问题审核工作方案》。2019年水利部进一步强化了小型水库专项督查，督查比例增加至小型水库总数的10%、即总数达到1万座左右。专项督查以问题为导向、以整改为目标、以问责为抓手、以督查整改促进各地对小型水库安全的重视程度，进一步提高风险意识，切实保障小型水库安全运行。目前，成都市小型水库工程数量多、规模小，普遍存在安全监测设施大多不完善、资金及管理力量弱的问题，导致大坝安全系统不能完全发挥作用甚至失效、监测空白等局面，给成都市中小型水库的安全管理留下隐患，因此，亟需开展中小型水库安全监测综合管理分析评价平台建设模式及技术探索。按照水利部“水利工程补短板、水利行业强监管”的要求和“水利科技进步对水利发展的实际贡献率已经达到了53.5%”，为此，紧密结合成都市水库现状，聚焦水利发展需求，加快科技创新步伐，充分应用大数据、云平台和人工智等技术，实现成都市水库群管理的智能化。根据“总体规划，分期实施”的原则，本项目以双流区永安水库为试点工程，后期根据应用情况进行推广，最终建立基于云平台的成都市水库安全监测群智慧管理网络。
2永安水库概况
永安水库位于双流区永安镇，水库于1978年投入运行。该水库是一座以灌溉经济作物为主，兼有防洪等综合利用效益的小(1)型水利工程，由大坝、溢洪道、放水设施等组成，水库大坝为均质土坝，坝高16.45m，坝长207.14m，坝顶宽4m，坝顶高程477.07m(2010年整治后)，总库容281.31万m3。工程等级:枢纽工程为Ⅳ等工程，主要建筑物级别为4级。永安水库距离永安镇不到1km，下游工业及人口分布密集，安全监测设施落后、空白，水库规模虽小，但是安全问题后果比较严重，属于典型的需要重点关注安全问题的小型水库。
3系统建设内容及技术线路
3.1总体任务
根据试点项目的特点，结合国内科技发展和水利管理要求，系统建设总体任务包括方案设计、系统实施和系统运维及分析评价。(1)方案设计:含监测项目(变形、渗流、环境量等监测项目)设置、测点优化布置、系统电源、通信设计、系统网络构建和远程平台设计。(2)系统实施:系统仪器设备及附属设施(电源、通讯、防雷接地)等组件的开发、研制、采购、率定、检验、配套土建施工、现场安装、调试。(3)系统运维及大坝安全分析评价:系统建成后三年系统维护、资料整编、分析评价、预警、辅助决策等应用服务。
3.2监测项目及测点布置
3.2.1变形监测
在水库上下游坝肩、下游马道高程处布设3个监测断面9个监测点(观测墩+棱镜)用以感应坝体位移，同时在右岸水库管理所院内布置测量机器人1套，用测量机器人实现坝体表面水平及沉降位移的自动监测。
3.2.2渗流监测
分浸润线观测、绕坝渗流观测、渗漏量观测三个项目。(1)坝体浸润线监测布设3个断面9个渗流监测点(部位与变形监测点对应布置)，采用钻孔测压管的方式，在测压管内安装渗压计接入微功耗测控装置实现自动化监测。(2)绕坝渗流监测左右岸边坡及坝体交界处沿流线方向各设立3个绕坝测点，采用钻孔测压管的方式，在测压管内安装渗压计接入微功耗测控装置实现自动化监测。(3)渗漏量观测左坝角排水沟附近有明水渗漏，为监测渗漏变化，配置量水堰设施及量水堰仪接入微功耗测控装置实现自动化监测。
3.2.3环境量监测
主要采集水位、气温、雨量等要素。(1)水位及雨量:为避免重复建设，水位雨量信息取自现场水库动态监管系统。(2)气温:设置气温计及百叶箱1套实现气温自动化监测。
3.3体系网络结构及技术支撑
系统采用基于现场总线和后方基于公网的云平台的混合网络结构，由现场测站、远程中心、运维中心、终端用户等部分组成。
3.3.1现场数据采集网络
在水库现场设置3处测站，就近接入渗流、环境量、位移监测传感器及设备。
3.3.2云平台及远程监控中心
远程监控中心托管设置在南京南水基地，由相关硬件、软件、管理团队组成，管理团队分数据监视团队(南水所)及水工安全资料分析团队(南水所、河海大学)，负责数据采集、监视、整编、分析评价及预警等服务。
3.3.3近距离运维中心
运维中心负责现场水库群智能网络的硬软件维护，运维中心由南水所成都办事处负责，主要负责日常例行维护及异常紧急维护。
3.3.4终端用户
采用移动APP技术，实现移动数据采集和移动信息展示。终端用户为水务局各级管理人员，根据权限，通过各种方式接收相关推送报告及信息。
4建设成果
(1)研制了小型水库典型安全管理信息感知系统，适应水库现代化管理需要和水利行业发展要求。针对规范要求，对永安水库进行了安全监测整体方案设计(含变形、渗流、环境量等项目及方案)，配置了全新的安全监测设施，采用国内比较成熟、前沿的监测技术，搭建了先进的自动化安全监测系统，改变了永安水库安全监测空白的局面，实现了永安水库水工安全监测信息采集与处理自动化、安全综合信息管理数字化、安全分析与评价专业化、异常信息应急预警实时化。(2)搭建了基于云平台的现场运维中心和远程数据分析，综合采用固定和移动数据采集及信息展示技术，初步完成了成都市区域水库安全监测管理中心平台(软件、硬件)的搭建，其中中心软件含采集软件、管理、及分析评价软件、信息预警等软件，预留了相关接口，为后续其它水库安全监测信息统一采集及监管创造了一定条件。(3)提出了小型水库群管理模型，实现了示范工程的远程产学研融合管理。通过搭建数据管理平台、各分系统无缝整合和在线实时间数据分析，实现了监测系统和数据分析以及系统运行维护的一体化管理，创新了小型水库安全管理模式，形成了一整套的线路及功能模板(包括技术线路、运行维护、资料整编及预警等)和方法体系。
5项目价值和意义
5.1提出了小型水库安全监测标准化成套技术
小型水库数量众多，有着基本相同的条件(资金、技术)限制，本项目着手于探索实用、经济、先进、容易推广的小型水库一体化监测技术及监测手段。如本项目的低功耗系统模块、测量机器人等应用。
5.2搭建了小型水库安全监测区域化管理平台
本项目系统中心平台建设，成都市水库安全监测区域管理平台，为成都市乃至省内、行业小型水库安全监测区域化管理、统一监管模式进行了一定的探索。
5.3提出了小型水库安全监测系统建设新模式
对系统前期建设及后期运行模式进行了一定的探索，着重于解决行业内重建设、轻管理、投资不能发挥效益的现象，倾向于和综合实力较强的科研院所合作，采取设计、建设、运维评价统一打包的建设模式，加大对运维期系统整体运行状态及运行效果考核，主要将承建方的回本及利润周期控制在项目后期，最大程度保证系统建设及运行质量。
5.4为小型水库安全监测管理做好了示范，具有良好的应用推广价值
目前，该系统建成后，已良性运行一年多，各项技术指标和监测数据为大坝安全保驾护航，形成了良好示范;现已开始逐步将成都市范围内的其他小型水库纳入监管，为全市小型水库安全智能化管理奠定了良好基础。
作者:曾逸 单位:成都市双流区水务局
