趙山渡水利工程應急防汛減災系統建設探索與實踐

潘巍偉，張曉武

（浙江珊溪水利水電開發股份有限公司，浙江 溫州325300）

趙山渡水利工程是溫州珊溪水利總樞紐工程的重要組成部分，該工程以供水和灌溉為主，同時具有發電、 防洪、 生態等綜合性水利樞紐工程， 總庫容3414萬m3，設計年供水量7.30億m3，可滿足溫州市區、瑞安、平陽、蒼南、洞頭等地近期、遠期用水需求，為500萬城鄉居民提供優質的生活用水和工業用水；灌溉保護農田面積1.1.7萬hm2； 發電廠安裝2臺單機容量10MW的燈泡貫流式水輪發電機組；使下游城鎮防洪標準提高到20年一遇，防洪保護人口25萬人；同時為溫瑞塘河水質的改善提供生態用水［1］。

趙山渡水利樞紐工程作為重要的綜合性水利樞紐工程，其應急管理非常重要，在開展應急管理制度化、規范化和標準化建設的基礎上［2］，開展應急管理的信息化建設迫在眉睫， 為此筆者結合目前先進的信息化技術和理念， 開展趙山渡水利樞紐工程應急管理平臺的建設探索與實踐， 為提高整個樞紐的應急管理服務。

1 問題提出

1.1 基礎監測設施尚待完善

趙山渡水利工程已建設一批監測站點， 用于防汛搶險、防汛減災的監測視頻、監測水位和雨量等，但測站分布不均，部分區域測點布置偏少，原其他單位建設設施還未充分整合， 不利于統一掌握應急場景下的現場情況， 因此需進一步完善應急監測設施建設，形成網格化監測［3］，為整個水利工程的綜合應急管理提供支撐。

1.2 各類數據資源尚待共享

在國家應急管理局成立前， 大量的應急管理職能分散在各個科室， 原先應急管理職能分散在工程科、安監科、消防科等部門，已擁有大量應急管理相關數據，但缺少統一的應急指揮軟件系統；為了響應國家應急救援的職能需求，在成立應急科基礎上，形成整個樞紐工程應急監測和應急救援合力， 整合樞紐工程的應急力量， 必須建設統一的應急指揮軟件系統，為多科室、多部門聯合應急管理提供支撐［4］。

1.3 應急管理平臺尚待建設

趙山渡雖有防汛物資管理系統、 洪水預報預警系統、水文監測系統、水資源管理系統等多個與防汛應急搶險有關的系統， 但系統信息化程度相對分散和滯后，需利用當前互聯網、大數據、模型、移動互聯等先進技術［5］，推進防汛防災的數字化轉型，加強區域預報預警、應急調度和災害應急管理系統建設，全面提升應急響應時效性和管理水平。

2 總體設計

總體設計分為四個部分，即應急管理體系建設、應急基礎設施完善、通信網絡建設和軟件平臺建設。

應急管理體系建設包括組織體系、制度體系、管理體系、水庫管理、渠系管理、發電廠管理、危險源管理、避災點管理及其他應急管理等。

應急基礎設施完善包括水力發電廠應急系統、標準化運行管理系統、防洪預警預報系統的對接，視頻監控、語音預警、水雨情、水源地等補短板，已有監測系統接口開發、互聯共享系統接口開發、現地客戶端流程化管理APP開發等。

通信網絡建設包括標準接口建設、通訊服務提升。

軟件平臺建設包括應急防汛減災系統和泛在服務。應急防汛減災系統功能包括地圖總覽服務、實時數據監管、客戶APP監管、報表統計打印、預警運行管理、應急指揮管理、數據同步管理、移動應用開發等；泛在服務包括各類APP程序、查詢統計模塊、門戶發布系統、云計算模型、公共服務平臺、決策分析系統等。

總體設計框架如圖1。

圖1 總體設計框架

3 關鍵技術

3.1 目標大數據庫技術

數據收集與整理是應急管理信息化建設的基礎工作之一，包括數據的收集、整理、校對、入庫、更新等工作，數據范圍包括水利工程屬性信息（包括地理位置、面積、水雨情分布、大壩基本情況、河流、引水工程等）、空間地理信息、管理單位信息、人員信息、管理制度、資料檔案、預案方案等。

在應急管理日常工作中產生的數據如巡查、檢查、臺帳等隨管理過程在日常工作中產生，水雨情、工情、水質監測、視頻、安全監測等實時數據由各類實時采集系統提供［6］。 調查已有的、需接入的、待接入的動態數據，明確這部分數據的字段、名稱、格式、容量等具體信息。清楚數據格式后，需根據相關數據內容，對這部分數據進行展示設計。

調查不同的數據并為這些數據設計最佳的展示方式，通過軟件平臺進行直觀的圖表展示。

（1）實時數據。基于各類實時系統的數據按照通訊協議要求進行統一采集處理， 并按標準接口要求寫入綜合數據庫。

（2）人工錄入。 屬性數據、圖紙、人工觀測、人工巡檢等靜態數據按照數據標準進行收集、 篩選、整理、校核后采用人工錄入方法錄入綜合數據庫。

（3）空間數據。 空間數據預處理采用GIS桌面軟件和空間數據庫引擎建立空間數據庫， 以權威測繪單位（如國家測繪局）提供的電子地圖或公用網絡地圖為基礎，根據水利地理信息分類與編碼標準，利用空間數據庫提供的多用戶空間數據模型組織復雜的空間數據，以GIS桌面工具為開發平臺，建立一個開放、靈活的基礎空間數據庫，建設框架如圖2。

圖2 應急目標大數據建設框架圖

3.2 基于GIS一張圖研發技術

在公網地圖的基出上， 建設趙山渡應急管理一張圖，實現應急空間信息基于“一張圖”的共享、交流和融合。 對現有應用系統中的應急地圖進行分析和研究，根據應急業務的需要對地圖進行整合，建立區域應急管理空間資源目錄，整合應急空間數據資源，將分散的應急空間要素匯聚在統一的基礎地理空間底圖中。根據應急空間數據的采集、處理、匯聚、更新的規范和要求，形成空間數據處理機制，保障空間數據的“一數一源”。 加強遙感、衛星影像圖、三維模型等空間數據資源的建設，形成共建共享、資源豐富的具有應急特色“趙山渡應急一張圖”。

3.3 防汛抗臺洪水風險圖技術

（1）汛情監測。集成展示水位、降雨、氣象、云圖、臺風等汛情相關信息，為應急防災提供支撐。

（2）應急體系。 建立防汛搶險應急管理體系，集成應急預案、防汛物資等內容進入防汛體系［7］，能夠在線配置防汛體系具體內容， 實現防汛體系在線構建及防汛體系實時應用。

（3）應急預案。 遷移應急預案進入系統，實現應急預案在線執行。實現應急預案文本在線查看、應急組織團隊在線建設、應急災害等級在線設置。通過應急預案信息錄入與配置實現后續應急響應的順利執行、災情評估的快速計算和災后救援的高效開展。

（4）防汛物資。 在線管理防汛物資，目標實現防汛物資精細化、留痕化管理，讓所有人員均可通過在線系統快速掌握防汛物資儲備情況， 能隨時快速調用儲備中的防汛物資。 通過留痕化管理掌握每一件物資的去向和用途。 防汛物資模塊能保障防汛物資高效使用和有效使用。

（5）應急響應。 實現險情發生時，系統以自動或手動的方式啟動應急響應， 根據險情內容自動匹配應急預案相應方案并提取展示供用戶參考決策。 同時用戶可通過發起結束響應流程隨時手動結束應急響應。

（6）災情評估。 結合洪水預報系統、區域洪水風險圖系統、防汛搶險應急管理系統等子系統，在災情結束后，自動對受災結果情況進行評估。

圖3 防汛抗臺洪水風險圖示意圖

（7）災后救援。 根據各地受災情況，基于洪水風險圖、規劃避險點、避險路線等內容，對受災地進行災后救援。 基于防汛物資儲備情況和受災點基本信息， 進行智能調度為災后救援提供有效搶險力量的分配支援。

3.4 危險源管理技術

建立危險源管理系統， 面向重點領域和監管單位，基于GIS地圖，實現對各類危險源信息進行登記與匯總、整改措施登記與匯總等動態管理，輔助危險源排查工作，為有效消除風險隱患、降低突發事件發生可能性提供技術支撐。

（1）危險源登記與管理。實現危險源信息的匯總管理，配置危險源信息統一填報模版，由各部門進行信息登記， 并對登記數據進行分類管理和數據維護［8］。主要功能包括危險源信息登記與維護、 危險源信息審核、危險源數據查詢與統計。

（2）危險源排查信息報送。實現風危險源信息的匯總管理， 由各部門按照系統配置的統一填報模版進行信息登記與報送。主要功能包括隱患排查臺賬、排查信息統計。

（3）危險源治理與整改。實現危險源整改措施數據的登記、維護、執行狀態跟蹤、查詢與統計管理，配置統一整改登記填報模塊，由各部門進行規范登記。主要功能包括整改通知書下發、 危險源整改措施提報、危險源整改措施審核、整改進度跟蹤、整改措施查詢與統計等。

3.5 移動APP開發技術

通過在移動終端部署客戶端軟件［9］，實現傳統應急管理工作模式在移動終端上的延展， 主要功能包括信息管理、任務管理、通訊錄、電子地圖、日常安排、綜合查詢、離線支持、視頻查看、視頻回傳、音視頻協同會商、緊急公文、每日簽到、會議管理、應急動態、預警管理等內容。

突發事件發生時， 應急處置人員可在第一時間報送事件的現場信息，接收上級下發的任務，并進行實時聯動；領導在途處置過程中，針對事件快速做出批示及緊急公文批示； 領導及工作人員及時查看通訊錄、工作安排、值班表、應急資料，實時進行視頻回傳與查看， 建立音視頻協同會商， 高效完成應急工作。

4 結語

趙山渡是溫州地區的重要水源地，有溫州“大水缸”之稱。 但趙山渡庫區周邊有公路環繞，大壩又是交通通道，這對應急管理難度增大不少。通過以上研究分析，得出如下結論：

（1）采用總體框架的頂層設計，可以不斷完善和升級系統，為趙山渡的應急管理護航。

（2）采用一張圖開發，在統一指揮決策，為搶險人員和物資的統一調度提供了基礎條件。

（3）采用風險圖管理模式，在防汛抗臺中對下游的影響有預估作用，為洪災險情的應急撤離、應急救援、應急預警等提供了科學依據。

（4） 對趙山渡危險源進行統一標識和一張圖管理、監控及保護等，可以減少險情的發生率。

（5）APP研發為危險源處理、險情上報、應急指揮等提供了快捷通道，方便管理。

趙山渡應急管理系統的設計為大中型水庫提供了研究性借鑒， 尤其是為水源地保護提供了有益探索。