淺析“智慧水庫”平臺建設及發展方向
——以淄博市萌山水庫為例

侯念利 孟 光 孟慶剛

淄博市萌山水庫位于淄博市文昌湖區境內，1958年動工興建，1966年建成蓄水，是一座以防洪，灌溉，工農業供水，景觀水、生態水源涵養為主的國家重點水利工程。水庫控制流域面積288km2，總庫容 1億m3，樞紐工程主要有大壩、溢洪道、放水洞三部分組成。保護著下游張店、周村兩城區和周村軍用機場、膠濟鐵路、濟青高速公路、濱博高速公路、309國道等重要國防設施和交通干線，以及水庫下游100余萬人、80萬畝耕地的防洪安全。

現萌山水庫已成為淄博主城區上游“兩庫相連，三河相通”水網的重要節點，也是中游“八河連通、六水共用、清水潤城”生態水系的重要組成部分，隨著淄博市“引水入萌”工程的竣工，黃河水（長江水）已具備調入萌山水庫的條件，其功能已不僅是防洪、滿足周邊工農業供水和供應文昌湖區生態用水，而是進入了淄博經濟社會、生態建設和保障城市飲水安全的戰略格局，地位和作用更加無可替代。

一、萌山水庫智慧水庫平臺建設情況

萌山水庫智慧平臺是通過大數據分析水庫安全、管理進行評估、預報和決策，是水庫現代化管理的升級版。平臺由數據收集、數據處理和管理應用三部分功能，涵蓋了安全管理、安全監測、預報分析、工程管理等水庫管理的各領域。其中利用北斗/GPS衛星系統對水庫大壩沉陷位移變形進行實時監測，為山東省首次。萌山水庫智慧水庫平臺將先進的衛星監測、滲流測量、洪水預報、視頻監控、地表水自動檢測系統等功能進行了有機的融合，功能性高實用性強。

1.大壩變形監測系統

該系統是利用北斗/GPS衛星系統，對壩后高程70m平臺的2個監測點和變形區外的1個基準點，實現在線三維定位，對大壩水平和沉陷位移實施24h實時監測預警，監測數據精度達到毫米級。這項技術的應用徹底解決了多年來利用人工對水庫大壩變形監測耗時、費力、頻次精度、超限報警、外界氣候環境以及數據整理分析等問題，是現代化技術手段在傳統水利工程應用的典范。

2.大壩內部滲流測量系統

該系統用來自動觀測大壩內部壩基揚壓力、壩體滲流是否安全穩定。它利用分布在大壩壩體、壩基內部的17根振弦式測壓管，在全天候環境下實時監測壩體內部水位的變化，分析測壓管水位過程線、特性水位圈套圖變化趨勢，提高預警響應速度。這項技術解決了人工觀測造成的精度不高、觀測不準、分析誤判等問題，走在了全省前列。

3.洪水自動預報系統

該系統通過實時采集到的雨情、水情、工情等信息，按照萌山水庫的洪水模型，計算水庫及河道的承洪能力，預報水庫上游范陽河、白泥河出現的洪水過程、洪峰流量、洪水總量等，實現了洪水的自動預警及人工干預預報，對水庫了解實時防洪形勢和防汛指揮決策提供技術支持。這套系統經過十幾年的運用，準確可靠。

4.溢洪閘門自動化控制系統

作為萌山水庫增容工程配套工程，安裝了當前最先進的溢洪閘門自動化模塊控制系統，主要由現地手動控制、現地自動控制、遠程手動控制和遠程自動控制四部分組成，現地操作提供最基本的手動操作功能，遠程控制可以根據調度需要在中控室對各閘門進行遠程啟閉操作，系統的可靠性、精準性都大幅提高，并且能夠實時顯示閘門的工情和水情信息，并進行數據的實時入庫與共享。

5.水位監測及雨水情監測系統

這套系統是水庫管理的常規配置。其中雨水情監測系統與市水文局聯網，可實時顯示更新水庫流域的雨情信息，并為洪水自動預報系統提供數據支撐。水位監測系統實時監測水庫水位、庫容變化情況，解決了過去人工看水尺精度不高、觀測不準、頻次不夠的問題。

6.工業供水自動化控制系統

萌山水庫除擔負著文昌湖的水生態、水景觀、水安全的任務外，作為工業水源地還肩負著向周村熱電公司等企業的供水任務。為提高供水的可靠性、安全性，2015年對供水泵站實施了技術改造，安裝了自動化控制系統，實現了設備自動開關機、安全保護和長距離控制信號傳輸，工程管理基本達到了無人值守的標準。

7.視頻監控系統

實施了天眼工程。在水庫周邊、重點部位、關鍵設施安裝了46處高清網絡監控系統，基本上實現了工程可視全覆蓋。

8.地表水自動檢測系統

水質自動檢測系統主要是在水庫四周布設水質自動監測點，運用自動控制和計算機技術，并配備專用水質自動檢測設備，組成一個從取樣、預處理過濾、測量到數據處理及存儲、預警為主的完整系統，從而實現了水質自動檢測、傳輸、入庫、分析、預警等功能。

二、智慧水庫建設的短板

1.基礎資源不足

盡管水庫建有雨水情、大壩變形監測、滲流監測設施等，同時也積累了一些基本資料，但相關監測設施覆蓋面不廣，自動化控制設備建設不完善，不能適應具有較高業務需求的信息化系統建設要求。

2.信息共享困難

萌山水庫信息化系統建設還處于起步階段，各種信息采集基礎設施、數據傳輸設施、數據存儲設備、信息共享機制不配套，嚴重影響了與上級部門的信息交流和數據共享。

3.缺乏統一的信息管理平臺

水庫日常工作繁雜、涉及信息面廣、各類信息分布零散，迫切需要建立一個統一、綜合、高效的查詢、發布、可視化展示的服務平臺，提高水庫綜合信息科學性規范化管理能力。

4.智慧型決策應用基礎薄弱

水庫日常管理中所需的信息查詢、工程監控、洪水預報及調度決策、日常辦公等業務部分停留在手工處理階段，缺少全局統籌管理的高效智慧型應用體系。

三、智慧水庫今后發展方向

1.以設施現代化為抓手，保障水庫裝備現代化

通過對水庫原有設施的更新維護，布設自動化監測裝備，實現水庫基礎設施的現代化，保障水庫信息化建設過程中各種檢測設施和儀器裝備有良好的運行環境。

2.以監測自動化為起點，支撐水庫業務信息化

通過將雨情、水情、工情等信息自動整合、優化，構建一體化服務平臺，打破過去分散布局的工作狀態，實現水庫標準化、信息化建設。

3.以信息化技術為手段，推進水庫管理現代化

利用計算機技術、現代化通信技術等，實現信息資源集中共享和有效利用，為水庫信息查詢和決策支持提供豐富的信息來源，模擬仿真洪水演進和洪水調度，從而制定合理的防洪減災方案，完善防洪體系，實現水庫管理上的實時調度。2017年山東省首屆“水庫管理論壇”在淄博市萌山水庫管理處舉行。山東省水利廳、淄博市水利與漁業局領導以及全省有代表性的35家大中型水庫主要負責人參加會議。萌山水庫管理處在會上作了題為《發展智慧水庫，提升水庫管理水平》典型發言。短短幾年間，萌山“老水庫”面貌煥然一新，展現出強勁的發展活力，經驗寶貴值得借鑒，特別是實施的“智慧水庫”建設，屬重大管理創新，是打造科學規范工程管理體系的突出亮點。從全省、全國來看，像萌山水庫這樣的“老水庫”眾多，作為基層水管單位，一直處于現代化管理的盲點和末端。萌山水庫以“智慧水庫”建設為“老水庫”改革發展提供了“淄博方案”，對于全省乃至全國探索水庫管理、深化水利工程管理、鞏固工程規范化管理成果，具有方向性引領作用，對于建設現代化水庫大有裨益，意義重大而深遠