“十四五”廣西水庫和大中型水閘安全監測建設思路

龐翔云,藍 剛

（1.北海市合浦水庫工程管理局，合浦 536125；2.廣西壯族自治區水利廳，南寧 530023）

1 廣西水庫和大中型水閘安全監測現狀

1.1 基本情況

“十三五”期間，廣西對28 座大中型病險水庫、34 座規劃外新增大中型病險水庫以及216 座新出險小型病險水庫進行了除險加固，通過洪水預報、安全監測等方式逐步建立了相互獨立的大壩安全監測系統、水情自動監測系統、視頻監視系統等自動化監測系統，對水庫的水位、雨量、圖像等信息進行實施動態監管。水閘方面，對洪潮江水閘、青年水閘、總江水閘等126 座大中型病險水閘進行除險加固，對上閘基揚壓力、下游水位、過閘流量等項目開展自動化監測。

1.2 主要矛盾

近年來，廣西水庫和水閘運行管理水平明顯加強，管理基礎進一步夯實。但現階段對水利工程運行管理提出了更高標準、更嚴要求，廣西水利要貫徹落實好黨中央、自治區對水利的各項決策部署，按照穩中求進總基調，以實現水庫（水閘）工程安全、有效、良性為出發點和著力點，不斷提升行業監管水平。目前廣西水庫（水閘）工程運行管理存在的主要矛盾有以下兩點。

（1）基層工程信息化建設有待完善。水庫、水閘擔負著防洪、灌溉、發電、供水、擋潮等多項重要任務，對上下游經濟效益、社會效益、生態環境效益有著重大影響，隨著水利工程科學技術水平和管理水平的不斷發展，廣西水庫（水閘）安全監測、雨水情監測、視頻監視等存在明顯運行管理短板，主要表現為監測范圍覆蓋面小、監測要素不齊全、運行維護重視程度不高等，嚴重制約了水庫（水閘）的運行管理。

（2）水庫（水閘）信息化成果轉化率不高。在水庫、水閘多年運行管理過程中，部分運行管理單位已在信息化建設方面做出積極嘗試，邁出水利信息化建設及應用的第一步，在基礎設施建設不斷完善和提升的基礎上，有效結合工程管理是水利信息化的最終目的，但根據綜合調查，大多數運行管理單位未能將信息化基礎設施應用與工程管理進行有效結合，存在水利監測管護水平低、專用經費不足、投入使用率低等問題，已建大中型水庫（水閘）信息化系統形同虛設，監測手段停滯不前。為此，在水利監測信息化設施不斷完善的情況下，應建立健全相應的管理制度，及時培養專業化人才，切實提升管護水平，將水庫（水閘）管理與信息化有效融合，進一步提升水庫（水閘）的管理效率。

（3）整體工程管理水平亟需加強。目前，廣西壯族自治區水利廳搭建了廣西水庫大壩安全運行在線輔助監管系統，通過數據交換的形式獲取各水庫水位雨量站監測數據，部分水庫（水閘）已建的視頻及安全監測信息已通過互聯網絡實現數據接入，可在監管系統統一展示。但廣西水庫（水閘）基數大，共有4536 座水庫、4268 座水閘，平臺對于實現全區水庫（水閘）安全運行信息的監管遠遠不足，而水庫（水閘）安全監測信息還未能實現統一平臺的匯總及應用。平臺尚未實現運行管理中存在的問題進行分析的功能，主要原因在于水庫（水閘）的基礎設施不完善、數據交互不及時、平臺模塊功能未能完全開發利用等方面，現階段需完善水庫（水閘）的基礎設施建設，在基礎信息及安全運行信息的統一監管方面加強標準化、精細化和智能化管理。

2 廣西水庫和大中型水閘安全監測調查與分析

2.1 調查范圍

包括全區已注冊的4536 座水庫和177 座大中型水閘，其中重點對105座重點水庫及55 座大中型水閘基礎信息和安全監測等信息化建設情況進行摸底核實，剩余重點水庫和水閘工程，采用填表調查的形式開展信息復核和信息化建設情況摸底調查。同時根據水庫和水閘的地理位置、工程規模、工程效益等因素，在全區已注冊的水庫及大中型水閘中篩選出重點水庫和水閘工程。

2.2 調查內容

（1）基礎信息。調查并復核水庫、大中型水閘的管理單位名稱、所在地、水庫名稱、地理位置、工程規模、高程基準系、工程效益、下游保護情況、現狀評價等基礎信息。

（2）安全監測系統。調查復核重點水庫及大中型水閘安全監測設施（包括變形、滲流、應力應變、環境量等項目）的布設情況及完好性。

（3）水雨情監測系統。調查復核重點水庫及大中型水閘的水雨情監測站及水雨情監測系統相關資料，包括站網規模、站點布設位置、建設時間、承建單位、運行年限、監測因素、通信傳輸方式等監測信息。

（4）視頻監視系統。調查復核重點水庫及大中型水閘的視頻監控覆蓋情況、傳輸方式、傳輸內容、承建單位、建設年限以及系統使用情況等內容。

（5）計算機網絡系統。調查復核重點水庫及大中型水閘的計算機網絡情況，包括運營商網絡覆蓋、網絡帶寬、系統運行環境、服務器以及水雨情監測系統、自動化安全監測系統運行等情況。

（6）廣西水庫大壩安全運行在線輔助監管系統。重點調查功能模塊設置情況、使用情況以及需增加的功能模塊內容。

2.3 調查結果

（1）水庫（水閘）自建水雨情監測系統現狀較差。完全沒有建設水雨情監測系統的水庫（水閘）101 座，可使用的僅有29 座，水雨情監測系統建設后，在運行過程損壞，未及時有效落實運維工作，致使系統損壞，只能依靠人工或依靠其他部門的水雨情測報系統。

（2）安全監測設施不完善。多數水庫僅有主壩設置安全監測設施，溢洪道監測缺失嚴重，副壩的安全監測也較為容易忽視，調查的105座水庫和55座水閘中，僅有4 座水庫的溢洪道具有可用的監測設施，44 座水庫的副壩中僅12 座水庫的副壩具有可用的監測設施。環境量監測中，下游水位、溫度監測及水溫監測基本未建設，監測因素缺失嚴重。

（3）自動化安全監測系統建成率低。完全沒有建設自動化安全監測系統的有122 座，目前自動化安全監測系統可使用的僅6 座，對安全監測設施及設備的管理維護不夠重視，損壞率較高，且損壞后基本未能維修，導致安全監測未能發揮應有效益。

（4）視頻監視系統完整率不佳。雖然近年建設的視頻監控系統攝像頭清晰度、多媒體數據傳輸存儲方式基本滿足要求，但是基本上僅在管理區域和主壩設置視頻監控攝像頭，副壩和溢洪道基本未設置，且已配置的NVR 接口數已趨于飽和，不能完全滿足擴容要求，整體工況視頻覆蓋率偏低。部分水庫（水閘）工程仍使用老舊的DVR 進行視頻數據存儲，無法滿足多媒體數據上下貫通的要求。

（5）計算機網絡通信質量不高。計算機網絡覆蓋率雖達到76%，但水庫（水閘）的網絡通信質量普遍不高，帶寬及設備配置均難以滿足自動化監測系統要求。主要原因為有的水庫位置較為偏僻，有線網絡覆蓋面不高，無線網絡通信質量差，直接影響安全監測數據上傳的及時率、完整率。同時大多數水庫（水閘）工程因未建設自動化監測系統，故未配備相應的水雨情監測工作站和安全監測工作站進行監測管理工作，計算機網絡配置基礎較為薄弱。

2.4 需求分析

（1）全面提高水庫及大中型水閘安全監測要素感知率。通過深入調研水庫（水閘）安全監測現狀，結合相關技術標準規范和技術文件要求，明確水庫及水閘的安全監測要素，有針對性的設計監測方式，配置安全、先進、實用的監測設備，從數據采集層全面提高廣西水庫及大中型水閘安全監測要素感知率。

（2）建立規范統一的數據傳輸、共享交換技術標準。開展頂層設計，制定規范統一的數據傳輸標準，強化水利行業各單位部門的數據交互和業務合作，以開放共享思想建立共享交換技術標準，打破水利行業各單位部門的信息壁壘。

（3）廣西水庫大壩安全運行在線輔助監管系統升級優化。廣西水庫大壩安全運行在線輔助監管系統功能包括地理信息展示管理、水庫運行管理、安全管理、安全監測、巡檢巡查、單水庫信息管理、移動APP 等，服務對象涵蓋廣西水利廳、各市縣（區）水利局等水管單位和水庫管理單位，系統自“十三五”期間建成至今，為廣西水庫監督和管理提供了一定的技術支撐。但受系統架構局限、建設資金少等因素的限制，目前，系統主要還是用于水庫基礎信息的管理，系統并發訪問量僅為100用戶，同時也受限于水利工程監測設施的建設短板，尚未能實現全區水庫安全監測感知的全覆蓋，同時，也缺乏水閘的信息化監管手段。因此，為進一步加強全區水庫和水閘的監督和管理，需要在廣西水庫大壩安全運行在線輔助監管系統的功能框架上，對系統從數據庫響應速度、頁面訪問速度、產品體驗、功能應用等方面進行升級優化，并建立水閘安全運行在線輔助監管系統，將工程管理和水閘安全信息有機融合，為水閘安全管理提供科學的輔助決策支持。進一步有針對性的實現全區水庫、水閘水利工程的安全監測全面監管。

3 “十四五”廣西水庫和大中型水閘安全監測建設思路

3.1 總體目標

摸清全區水庫和大中型水閘安全監測建設現狀，按照“安全、實用”的水利網信工作總要求，針對廣西水庫及水閘安全監測設施缺失、信息采集傳輸不暢、監管平臺功能不完善的突出問題，對全區重點水庫和大中型水閘工程進行安全監測建設和升級改造，對水庫和水閘監管平臺進行升級、優化和完善。至2025 年，實現全區重點水庫和水閘變形、滲流、應力、環境等安全監測要素以及水雨情、視頻監測等的全面感知，建立規范、統一的數據傳輸、信息共享和數據、存儲標準，實現全區重點水庫和大中型水閘工程監測信息的有效匯聚。在廣西水庫大壩安全運行在線輔助監管系統的功能框架上，優化系統架構、完善功能應用，并且新建水閘安全運行在線輔助監管系統，實現全區重點水庫和水閘安全監測和運行管理的在線監管，實時掌握重點水庫和大中型水閘的安全狀態，及時發現存在問題和安全隱患，為重點水庫和大中型水閘科學調度、安全運行提供可靠、有效的輔助決策支撐。

3.2 建設原則

（1）堅持理念現代，技術先進。先立后破、開拓創新，樹立現代化發展理念，鼓勵先行先試，創新實踐。依靠科技創新和管理創新，大力推進先進技術手段和新儀器新設備在水庫、水閘安全監測中的應用，提高水情監測、大壩安全監測、視頻監控等自動化水平，實現安全數據分析預報手段多樣化，提高工作效率，解放生產力，避免低水平重復建設。

（2）堅持以人為本，保障安全。以保障人民群眾生命財產安全為首要任務，及時發現和消除安全隱患，最大限度減少工程失事造成的人員傷亡和經濟損失，為經濟社會可持續發展提供可靠的信息支撐。

（3）堅持科學布設，因地制宜。在推進水庫及大中型水閘安全監測建設過程中，從水庫、水閘的實際情況出發，結合當地自然地理、氣候條件和河流特性，因地制宜，深入分析論證新技術、新設備適用條件，科學布設監測設備，合理確定建設規模和標準，推行適宜水庫大壩、水閘所在地工程特點的安全監測模式。

（4）堅持突出重點，統籌謀劃。廣西水庫及大中型水閘安全監測建設是一項系統工程，涉及多個方面，需統籌考慮水庫、水閘安全監測工作各個方面和預報預警業務各個環節，全方位提高安全監測自動化水平。按照輕重緩急、突出重點的原則，盡快解決安全監測手段落后和監測數據處理服務水平低兩個突出短板。

（5）安全可靠，開放共享。在加強廣西水庫及大中型水閘安全監測建設的同時，對標“安全、實用”總要求，結合網絡安全建設準則，完善數據采集、數據傳輸及系統平臺網絡安全防護功能，在此基礎上統一建設標準，開發數據共享，避免形成數據孤島，加強水利行業各部門緊密合作，全面提升廣西水庫及大中型水閘安全監測能力。

3.3 建設任務

（1）開展全區水庫及大中型水閘安全監測摸底調查。開展摸底調查，通過縣上報、市審核、自治區匯總的方式，及時完成重點大中型水庫及大中型水閘信息化建設情況收集工作，包括水庫、水閘安全監測建設現狀（含視頻監測、安全監測等基本情況）等，包括所在地理位置、工程規模、工程級別、洪水標準、最大泄量、監測建設實施安排建議等內容。

（2）開展廣西水庫及大中型水閘安全監測建設總體設計。結合水庫及大中型水閘現狀特征及存在問題，充分考慮區域實際狀況，因地制宜、突出重點，按照監測特點及系統需求，確定系統總體框架，包括數據采集、數據傳輸、數據上報與應用的總體架構，并針對各類監測點提出建設總體布局。

（3）開展重點水庫及水閘典型設計工作。結合現場情況，對標安全監測要求，開展典型水庫及水閘安全監測系統設計，完善包括視頻監測、水情監測、安全監測等基礎設施以及數據通信方式。

（4）開展廣西水庫大壩安全運行在線輔助監管系統升級優化方案設計工作。根據現階段對水庫和水閘監督管理的新思路和要求，通過需求調研、實用性測試評估等方式，梳理現有系統平臺的短板和不足，充分融合和應用大數據、云計算、物聯網、移動互聯等新興技術，總結當前水庫和水閘安全管理的成功經驗，結合工程運行特色，按照“問題導向、需求驅動”原則，開展系統平臺升級優化方案設計工作，建立水閘安全運行在線輔助監管系統，有效支撐水利廳對全區水庫和水閘的行業監管。

4 結語

總體來說，目前廣西現有水庫（水閘）工程安全監測建設工作尚處于起步階段，“十四五”期間，廣西水利要按照“強感知、增智慧、促升級”的思路，圍繞水庫（水閘）工程安全運行總體要求，充分運用第五代移動通信（5G）、物聯網、數字孿生、大數據、人工智能等信息技術，實現廣西水庫及大中型水閘工程安全運行狀況的實時監測，強化水庫及大中型水閘工程全過程監管，為廣西經濟社會發展提供堅實的水利保障。