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水库运行管理现代化矩阵

现代化水库运行管理矩阵平台结合BIM、倾斜摄影、全景、照片、工程图纸等信息资源,构建水库矩阵通用专题场景,利用水库标准化管理资料、无人机视频、智能巡检、雨水情及大坝安全监测等全要素全天候信息,支撑水库运行管理。

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水库运行管理现代化矩阵

一、项目背景

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指引,全面贯彻落实习近平总书记关于水库安全的重要指示批示精神,统筹发展和安全,坚持问题导向、系统观念,继续推进跋山水库工程标准化管理的提档升级,深化跋山水库管理制度创新,开展水库岗位创新,积极探索发挥水库综合效益新路径,持续发挥水库的综合效益。强化数字赋能,规范全过程管理,完善水库运行管理相关制度,初步构建现代化水库运行管理矩阵系统平台,全面提升水库运行管理精准化、信息化、现代化水平。

二、项目实施方案

(一)综合态势

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水库运管矩阵综合态势模块是水库高效管理的关键支撑,它整合多方面信息,为水库运行提供全面且实时的态势呈现

1、态势感知:运用先进传感器与智能算法,实时捕捉水库周边气象变化、水位升降、水质波动等动态信息,快速洞察潜在风险,如洪水来袭、水质恶化等,实现风险的早发现、早预警。

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2、工程概况

安全鉴定:定期对水库大坝、溢洪道等关键工程结构进行全面“体检”,评估其安全性与稳定性,为工程维护与加固提供科学依据。

注册登记:详细记录水库的登记信息,构建水库的“身份档案”,便于统一管理与查询。

除险加固:针对安全鉴定中发现的问题,制定并实施除险加固方案,跟踪工程进展与效果,确保水库结构安全可靠。

划界确权:包括划界公告、管理公示图、保护范围公示图。

渗压与位移监测:通过专业设备实时监测大坝的渗压变化和位移情况,及时发现渗漏、滑坡等安全隐患,为工程安全运行保驾护航。

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3、水量调度:以柱状图形式展现出水量和入水量。

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4、水闸监控:对水库的闸门进行闸门开度、闸门状态、闸前闸后水位、水深等信息进行远程实时监控,精确控制闸门的开度与启闭时间,确保水流的合理调节与安全排放。

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5、工程运行:全面监控水库日常巡视、维修养护、调度运行、淤积治理、降等报废与管护人员的信息和各项工程的运行状态,保障工程的正常运行。

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6、水情参报:分为事件预警和报警,及时上传水情异常信息,助力管理人员快速发现异常,提前采取紧急措施保障水库安全。

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(二)GIS

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水库运管矩阵 GIS 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,主要涵盖监测感知与其他对象两大板块:

1、监测感知:

水位站:分布在水库各关键位置,实时监测水位变化,为水库的蓄水、防洪调度提供关键数据,让管理人员清晰掌握水库水量动态。

雨量站:精确记录降雨量信息,结合气象预报,帮助预测水库来水情况,提前做好防洪、蓄水等应对准备。

监控站: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。

渗压站:埋设在大坝内部,实时监测渗压变化,为评估大坝的稳定性和安全性提供重要依据,提前预警潜在的渗漏风险。

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2、其他对象:

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。

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(三)四全管理

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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(四)四制(治)体系

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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。

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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。

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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。

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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。

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(五)四预措施

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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。

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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。

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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。

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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。

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(六)四管工作

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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。

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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。

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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。

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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。

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三、硬件配置

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                                                                  位移测站


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                          渗压测站


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                          气象测站


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                          视频测站


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                          闸控系统