2023年12月2日发(作者：)

黄壁庄水库信息化建设现状与对策□张路杰黄壁庄水库是海河流域子牙河水系滹沱河干流上的一座梯级大(Ⅰ)型水利枢纽工程，总库容12.10亿m3，其功能主要以防洪为主，兼具城市及工业供水、灌溉、发电等作用，是海河流域南系防洪体系的骨干工程，也是实现河北省委省政府提出的“四保”防洪重任的关键性工程。随着信息技术的发展，多年来黄壁庄水库在信息化建设中取得了较大的成就，但也存在系统整合程度低、业务功能覆盖不全等问题，亟待建设一个功能全面、标准统一、数据共享的综合管理平台，现以黄壁庄水库信息化建设为背景，通过梳理信息化现状及问题，提出了水库信息化的建设思路，为其他水库的信息化建设提供参考借鉴。1.信息化概况黄壁庄水库信息化建设方面目前有水雨情自动测报系统、大坝安全监测系统、视频监控系统等基础感知系统。三维地理信息系统、水质水量实时在线监测系统、水资源管理系统、岗黄水雨情自测报系统等业务应用体系，经过多年的持续发展信息化建设初具规模。1.1基础感知系统建设概况水雨情自动测报系统始建成于1996年，1998年在其基础上开发了洪水调度系统，后经改造于2002年6月投入运行。水库流域内报汛方式以自报为主，系统采用Inmarsat-C卫星通信和超短波通信混合组网方案。大坝安全监测系统始建成于2004年，由自动化监测仪器、现地监测单元（MCU）、通信传输和安全监测中心组成。主要功能是对采集数据进行管理，实现数据采集、整理、汇总等初级应用。视频监控系统于2016年建成，在副坝、主坝、重力坝等重要部位装设了收稿日期：2021-03-23作者简介：张路杰，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院。刘燕强，男，汉族，河北省水利水电第二勘测设计研究院，工程师。肖伟强，男，汉族，河北省黄壁庄水库事务中心，高级工程师。刘燕强肖伟强2.1系统整合程度较低80台200万像素网络高清球型数字摄像机及41套双向广播语音对讲系统。1.2业务应用体系建设概况2016年开发了三维地理信息系水库现有的信息系统在建设年代、开发语言、数据库、技术架构、网络环境、物理环境等方面不尽相同，相互之间比较独立，导致业务和数据孤岛现象严重，有必要打造一个综合的管理平台，实现数字化、智慧化、协同化管理。2.2业务功能覆盖不全目前已建的水雨情自测报系统、大坝安全监测系统、黄壁庄水库水质水量实时在线监测等系统只实现了部分基础功能，业务模块还欠完整，仍需完善。例如，物资管理、机电设备管理、供水调度、防洪调度、工程、机电、安保巡查、知识资料等。2.3自动化能力不足巡查问题从反馈到解决等环节需要在线下消耗大量的时间和精力，另外，无法从宏观上实时掌握水库运行管理过程中相关的问题。兴利调度、洪水调度等缺少自动化决策机制，工程观测和监测数据计算需要消耗大量的人力。3.建设思路以构建“数字化、智慧（转第41页）统，系统基于C/S架构设计，并与视频监控系统进行了整合，充分展现了水库所在流域的真实地貌、水工建筑物及机电设备的运行情况，实现水库工程无缝隙监管。质水量实时在线监测系统，系统基于B/S架构设计，该系统实现了水位、出入监控，及时掌握库区水文状况。统，系统采用B/S架构，对原有系统软系统将水雨情、水质、供水量、视频监控等数据信息集成，实现数据实时调用、展示分析的功能织实施了岗黄水雨情自测报系统改造，改造完成后岗黄流域水雨情数据全部由省水文局通过水利专网向岗南、黄壁庄水库推送。2.存在问题2019年10月，石家庄市水文局组2019年建设了水资源信息管理系库流量、水质、雨量、蒸发量的实时远程2018年建设实施了黄壁庄水库水件进行了升级扩展，开发移动端功能。黄壁庄水库数字化模型库33表1防护等级ⅠⅡⅢⅣ重要性特别重要重要比较重要一般城市防护区的防护等级和防洪标准常住人口（万人）≥150＜150，≥50＜50，≥20＜20当量经济规模（万人）≥300＜300，≥100＜100，≥40＜40防洪标准[重现期（年）]≥200200～100100～5050～20（当量规模）和常住人口区分为4个防护级别，各等级和对应的防洪标准应按表4.2.1确定。”见表1。万人，根据上表，滦平县城市防护等级为Ⅲ级，防洪标准为50-100年。5.2山坡型城市防洪标准确定方法根据《防洪标准》（GB50201-2014）中4.1.2条：“计算分析防洪保护区范围内的常住人口、耕地、经济指标等统计数据，应该使用对应防洪标准洪水淹没范围内的相关指标”，条文说明指出在确定依山坡而建的城市保护区的防洪标准时这种特点尤为明显。考虑滦平县城地理特点及河系情况，滦平县城依河而建，由于位于山区，土地资源较为珍贵，整个城区形成顺河布置的狭长型区域；牤牛河、兴州河为县城主要行洪河道，其中牤牛河自南往北穿城而过，汇入兴州河；兴州河位于城区北侧，自西向东流入滦河。由实测地形图可知，河道两岸的高程距离河道越远，高程越高。通过分析计算牤牛河、兴州河的设计洪水，推算相应标准的洪水位，并在实测的地形图上绘制20年一遇和50年一遇洪水的淹没范2030年滦平县中心城区将达到24围。根据淹没范围，发现由于滦平县城的山坡型城市的特点，部分城区的地形较高，建基面也较高，位于20年和50年一遇洪水的淹没范围之外，其中，20年一遇淹没范围面积约9.8km2，对应人口约9.0万，50年一遇淹没范围面积约11.8km2，对应人口约10.7万。虽然2030年预测的滦平县城区总体人口将达到24万人，但20年一遇和50年一遇洪水的淹没范围人口均小于20万人。根据《防洪标准》（GB50201-2014）及淹没范围内的人口，确定城区防护等级为Ⅳ级，防洪标准为20-50年。由于滦平县城为一般重要城市，经济规模也较小，同时县城近期内实施的牤牛河、兴州河的防洪治理工程都是按20年一遇设计的，有的已经实施完成，有的正在实施。综上因素考虑，滦平县城区的防洪标准定为20年一遇较为合理。6.相关对策建议由于洪水的随机性以及人类对洪水认知能力的局限性，如果采用工程上的防护措施，那么在当前现实的经济技术能力下，一定只能达到与能力水平相一致的防洪工程措施，而且无论防洪标准确定得多高，都会可能发生（从统计概率上）超标准洪水，从而人为造成更大的洪灾。如果人为把防洪标准定得很高，不但从经济上不合理，而且局限于现实中能达到的经济技术能力，也不可能实施完成，所以城市防洪标准并不是定得越高就越安全，同时更不能说把城市防洪标准定得越低越合理。为了客观得确定城市防洪标准，水利工作者应根据城市的实际情况，一切从事实出发。滦平县城为山坡型城市，除部分人口位于20年一遇和50年一遇洪水的淹没范围以外，该部分人口能否纳入确定防洪标准的范围内，是一个值得商榷的问题，可以从实际淹没人口、近期实施工程的防洪标准等多方面因素来综合确定其防洪标准。城市的防洪安全是经济发展和社会稳定的关键因素之一，而城市防洪标准的确定对于城市规划来说是一个极为重要的议题，同时也是水利部门各项工作的基础，所以需要水利、国土等多个部门沟通协调，根据城市的重要性、常住人口和经济规模，并结合城市的实际情况综合确定。□（接第33页）化、协同化”水库综合服务平台为遵旨，对现有系统进行充分的技术和业务评估，因地制宜选择恰当的集成方式将现有岗黄自测报系统、水质水量实时在线监测系统、大坝安全监测系统、视频监控系统、综合办公等进行整合集成，另外，在此基础上扩展业务功能，实现防汛管理、调度管理、物资管理、设备管理、监测管理、巡查管理、知识管理等模块的功能扩展。3.1创建一个数据仓库通过统一的数据汇聚渠道，对各类涉水数据信息进行池化汇聚、资源整合、抽取重构和统一存储。建立多层分布、实时更新、安全可信、共享利用的数据仓库，形成高价值、高复用的数据服务体系，实现“一数一源，一源多用”。3.2建立数字化模型库对水库已建的工程建筑物，主要内容包含主坝、副坝、重力坝、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道、灵正渠，按照统一的交付标准、编码标准、颗粒度及文件格式，建立水库建筑信息模型库，并与工程资料、图纸、巡查记录、维修保养记录等信息进行逻辑关联，以利于开展工程建筑全生命周期数字化管理。3.3建设岗黄流域一张图将水库控制流域范围内的河流、水库、水文站、气象站及水库现地视频监控点位、工程点位等信息进行上图展示，实现流域范围静态点位基础信息与动态监测数据的联合联动展示，制定预警预报计划，提供二三维相结合的可视化场景，辅助水库工作者作出积极有效的调度决策。3.4构建一个应用平台落实水库各处室业务流程模型，以“核心功能聚类、业务中心化”为构建原则，建成“高内聚、松耦合，可独立开发部署运维”的微服务体系。最终实现“防汛、调度、物资、设备、监测、巡查、知识”7个核心模块的建设，实现水库业务功能全覆盖，与省水利厅“水利一张网”平台深入融合，数据共享，提升应用平台整体智能化水平和工作效率。4.结语黄壁庄水库信息化建设思路，以水库“两库一图”为基础，以“一个平台”为核心载体，谋划智慧水库“2+1+1”总体框架，全面提升水库感知传输、整合共享、分析决策、运维管理水平。□41