水库信息化管理系统

系统简介

平台依托于先进的技术架构,提供数据采集、GIS定位、水文预警、视频图像监测、移动互联网应用、APP及短信消息推送气象信息、大屏展示等服务,系统采用产品化、模块化设计思路,可根据客户的实际使用场景，快速生成各领域的解决方案。各模块之间即可以独立部署运行,也可提供统一的管理。

• 基于BIM+GIS技术搭建二、三维一体化场景，旨在建立面向水库管理全业务综合信息化系统，系统整合了原来独立分散，互不兼容的水雨情测报、视频监视、大坝安全监测、防洪调度等信息模块.
• 通过一张图、一个模型和一个数据中心，实现了平台统一、数据集中、资源共享，仅用一套软件系统对水库管理业务的全方位、全过程信息化、规范化、智能化管理，大大提高工作效率.
• 研发了移动应用APP，通过移动智能设备可查看大坝安全监测及水雨情数据、视频监视图像等，实现移动巡查记录、存档、定位一体化管理，为水库的水利智能化建设和智慧化管理打下良好基础。

系统架构

功能模块

水库信息化管理系统中，主要关心的功能模块有：

• 水库运行全要素：水文（水雨情）、安全监测（渗压水位、渗流量、沉降、位移等）、闸门控制、水质监测、气象、视频等。
• 工程信息数据：工程的基本概况、设计参数、施工记录、设备清单、图纸、模型、基础设施的规格书、布设位置等。
• 平台集成能力：支持与无人机巡检系统、边坡雷达监测系统等第三方设备数据融合，构建立体化监测网络。
• 数据分析处理：数据对比分析、相关性分析、特征值分析等。
• 大屏可视化看板：：以GIS地图为基础，通过三维可视化界面，直观查看各监测点的实时数据与历史趋势。
• 分级预警机制：通过设定不同的预警阈值，预警信息自动发送消息到责任人手机。

其中，运行管理功能主要有：

告警管理

基于预先设定的阈值，当监测数据超出正常范围时，及时发出预警信号。同时，还支持人工对数据进行新增、修改或者删除操作，这一功能在特殊情况下，如数据出现误判或者需要补充额外数据时非常有用，操作人员可以根据实际情况对数据进行灵活处理。

多级报警设置涵盖了多种报警方式，其中包括：

• 软件窗口弹出报警这种直观的提醒方式，当报警触发时，软件窗口会及时弹出相关的报警信息，让使用者能够第一时间获取报警内容。
• 邮件报警功能，一旦有报警情况发生，系统会自动按照预设的邮件地址发送包含报警详情的邮件，方便相关人员通过邮件及时知晓情况。
• 短信报警，会将报警信息以短信的形式发送到指定的手机号码上，确保相关人员即使不在设备前，也能通过手机接收到报警通知。

此外，多级报警设置还支持声光报警。声光报警利用光线和声音的结合，在报警触发时，通过发出特定的光线闪烁以及声音提示，从视觉和听觉两个方面引起人们的注意，及时告知人们报警事件的发生。

防汛调度

水库联合调度系统按照各个水库调度方案，以各水库入库预报洪水过程、实时洪水过程为输入，根据实时工况，按下游防洪目标要求及区间洪水情况，自动优化库群下泄方案。系统包括方案管理、成果查询、特征值管理、下泄能力管理、调度约束管理、优先级管理、自动调度设置、运行日志等功能。

调度基于对上下游的河道和水库的各项参数、实时监测数据和状态的了解，参考历史数据，运用辅助决策系统的决策成果，结合经验，为防洪防汛提供决策依据。

• 河道：水位范围和流量范围
• 水库：水库特征参数（汛限水位、警戒水位等）、泄洪能力范围（出库流量限制）、入库流量
• 天气预报信息
• 洪水预报信息：根据库容、雨量、汇流情况，预报水位变化

GIS一张图

水库运行管理矩阵系统的 GIS一张图 模块是水库管理的“智慧地图”，集多种关键信息于一体，为水库的精细化、科学化管理提供有力支撑，主要包括如下内容：

1、监测感知：

数据会将被整合到一张图上，以直观、清晰的方式展示出各个站点的准确标识、当前状态、实时数据、地理位置、高程等信息，为水库的监控、预警及决策管理提供强有力的可视化支持。

• 水情监测：在水库的关键区域布设先进的水位、流量传感器，实时、精准地捕捉水位升降、流量变化等水情信息。这些数据不仅是水库蓄水、放水调度的重要依据，更能帮助管理人员提前预判洪水、干旱等极端水情，及时采取应对措施，保障水库及下游地区的安全与稳定。
• 雨情监测：雨情监测模块构建全方位、多层次降雨信息监测网，能实时收集当前降雨强度、范围等数据，有强大历史数据存储分析功能，可追溯多年降雨情况以供研究规律、评估防洪能力；借助气象预报模型可精准预测未来降雨的起始时间、时长、雨量等；年度降雨统计功能还能助管理人员总结全年降雨特征，为水库长期规划与策略调整提供参考。
• 工情监测：工情监测作为水库运行管理中的关键环节，着重对闸门开关状态展开实时监测。也可以通过高清摄像头对水库大坝、溢洪道等重要区域进行全方位、实时监控，及时发现异常情况，保障工程安全运行。
• 安全监测：安全监测模块运用多种先进的监测技术，对水库大坝、溢洪道、输水洞等重要工程结构进行全方位、深层次的健康监测。通过监测大坝的渗流、变形、应力应变等参数，以及溢洪道、输水洞的结构稳定性，及时发现工程结构存在的安全隐患和异常变化。
• 水质检测：系统通过对取用水户、取水口、水源地、水功能区、地下水、界河断面、入河排污口、重点水库等水量水质的实时监测，根据各类业务需要设定监测阈值进行取用水超标预警、水质达标预警，并按照管理层级将相应的监测预警信息自动分发到省市县三级预警服务体系中，达到增加监测预警监控能力的最终目标。为水资源管理人员对“三条红线”的微观监管提供支撑。

对于监测数据的使用，一般通过直观的图表（如柱状图、折线图等）、图形（如大坝的浸润线、闸门控制系统示意图等），能够方便直观的查看各种监测数据。也提供基本的数据分析工具，如组合过程线分析、特征值分析、相关性分析等，方便基于数据的预测和决策。

2、多图层多对象展示：

• 范围线：清晰界定水库的管理范围和保护范围，，为日常管理和执法提供准确的地理依据。

• 公示牌：向公众公示水库的基本信息、管理规定、安全警示等内容，增强公众对水库的认知和保护意识。

• 界桩：作为水库边界的“标志性坐标”，明确划分水库与周边土地的界限，防止土地纠纷，保障水库管理区域的完整性。

• 物资仓库：存放着各类抢险救灾物资，如沙袋、抽水泵等，确保在紧急情况下能够迅速调配使用。

• 抢险救援队伍：是水库安全的“守护卫士”，GIS 模块可实时显示其位置和分布情况，一旦发生险情，能够快速调度最近的队伍前往救援，提高应急响应效率。

3、快捷入口

提供实时数据、四全、四制、四预、四管等快捷入口。

四全管理

• 水库全覆盖：是确保水库安全、高效运行的重要措施。通过加强组织领导、完善法规制度、加强技术支持和资金保障等措施的实施，可以全面提高水库的管理水平和运行效率。
• 水库全要素：是指全面准确掌握与水库运行相关的各种信息和数据，以确保水库的安全、高效运行。这些要素涵盖了工程特性、运行管理、库区及下游河道的基本情况等多个方面。
• 水库全天候：需要充分利用现代化监测技术和综合监测手段，构建全天候动态监控体系。通过这一体系的建设和运行，可以实现对水库关键区域的实时动态监测和预警预报，为水库的安全、高效运行提供有力保障。
• 水库全周期：包括水库的建设、运行和报废三个阶段。在这三个阶段中，需要建立全生命周期数字信息档案，实现水库注册登记、调度运用、维修养护、检查监测、安全鉴定、除险加固、应急管理、降等报废等全过程动态管理。通过这一过程，可以确保水库的质量安全可追溯、审批评价可跟踪、功能效益可量化。

四制（治）体系

在水利工程管理领域，“四制”体系是指通过完善体制、健全机制、强化法治和落实责任制来全面提升管理水平和工作效率。

1、体制构建：构建健全的水利管理体制框架，清晰界定各级政府及相关部门的职责与权限，保障水利管理工作有序开展。

2、机制建设：打造一套完备的水利管理机制体系，涵盖监测预警、应急响应、信息共享等机制，保障水利管理高效运行。

3、法治建设：强化水利法治建设工作，完善相关法律法规及政策举措，为水利管理筑牢法律支撑。

4、责任落实：清晰明确各级政府和部门在水利管理中的责任与义务，构建责任追究机制，推动水利管理各项任务切实落地。

四预措施

预报作为“四预”（预报、预警、预演、预案）措施中的基础环节，扮演着至关重要的角色。它通过一系列精密的数据收集、处理与分析，以及对未来情况的精准预测，为后续的各项防灾减灾工作奠定了坚实的基础。

1、预报：借助前沿的监测技术与数据分析手段，针对水文、气象等关键要素展开实时监测与预测工作，以此为水利工程的合理调度与稳定运行提供坚实可靠的科学指引。

2、预警：基于预报信息，针对可能发生的洪水、干旱等极端天气及水文事件，提前发出警示，使相关部门和人员能够及时行动，降低灾害带来的损失。

3、预演：运用模拟与仿真技术，模拟并预测水利工程在不同情境下的运行状况，为实际开展调度和运行工作提供有价值的参考与依据。

4、预案：针对各类可能出现的极端天气及水文事件，精心制定详尽的应急预案与应对举措，确保灾害发生时能够快速、高效地开展应对工作。

四管工作

四管指的是：及时除险、定期体检、强化维护、保障安全

1、及时除险：全面排查水利工程里潜藏的安全隐患，并及时开展治理工作，全力保障水利工程安全稳定运行。

2、定期体检：依照既定周期，对水利工程展开全方位检查与评估，尽早察觉并妥善处理现存问题与隐患。

3、加强维护：做好水利工程的日常维护与保养工作，保证水利工程正常运转，有效延长其使用年限。

4、保障安全：加大水利工程安全管理与监督力度，确保水利工程运行全程不出现安全事故。