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构建现代化水库运管矩阵的江苏实践
2024-08-27 19:48:00  来源:中国水利报  
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水库是防洪工程体系的重要组成部分,是保障国家水安全的“重器”。习近平总书记强调,我国现有水库数量多、高坝多、病险库多,要坚持安全第一,确保现有水库安然无恙。

习近平总书记的重要指示批示为水库安全管理工作指明了方向,提供了根本遵循。聚焦解决制约水库运行管理高质量发展的关键问题,水利部在深化水库运行管理体制机制改革上持续发力,提出加快构建现代化水库运行管理矩阵,切实保障水库安全运行、充分发挥效益。

作为水利部现代化水库运行管理矩阵建设3个省级试点区域之一,江苏省先行先试、大胆探索,积极开展试点建设。

一年来

江苏现代化水库运行管理矩阵构建

进展如何?

在今年的防汛工作中

现代化水库运行管理矩阵

发挥了怎样的作用?

为什么要建?

——解决水库运行管理突出问题

连日来,在南京市溧水区老鸦坝水库,无人机每天定时起飞,按照3条固定线路对水库大坝、库区及上下游展开巡查,对重点区域定点拍照,所有影像都会自动录入系统。

大坝安全监测引入了GNSS(全球导航卫星系统)卫星定向技术,依托北斗卫星系统以及在大坝上安装的监测仪器,自动采集水平及垂直方向位移参数,实现对大坝运行工况的智能高密度感知。

这些全天候监测手段的应用,得益于老鸦坝水库投入使用的现代化水库运行管理矩阵平台。平台覆盖水库运行管理各个方面,对保障工程安全、优化调度运行、提升管理水平、发挥工程效益等提供了有力支撑。

“我们以前通过人工来监测水库运行情况,假如有突发的水雨情和工情变化,没有办法实时知道位移沉降等情况是否在安全范围内。”南京市溧水区水务局运行管理科科长胡怀明说。而现在,通过平台,工程管理人员可实时掌握水库运行的各项数据。

这是江苏省水利部门加快建构现代化水库运行管理矩阵的生动展现。江苏现有注册登记水库935座,建设时间普遍较早,“老龄化”带来的工程病险、安全隐患问题难以避免,水库安全管理任务十分艰巨。加之近年来极端天气发生频率强度增加,城市化进程导致水库下游人口聚集、基础设施密集、经济布局密集,这对水库工程安全运行提出了更高要求。

构建现代化水库运行管理矩阵,正是在这一背景下,针对水库运行管理存在的突出问题提出的解决方案。2023年8月,水利部印发关于加快构建现代化水库运行管理矩阵的指导意见,要求在全面推进水库工程标准化管理的基础上,注重数字赋能、科技引领,加快构建现代化水库运行管理矩阵。江苏成功入选水利部现代化水库运行管理矩阵建设3个省级试点区域之一,常州、镇江入选市级试点,宜兴、浦口等8个县(市、区)入选县级试点,横山、大溪等29座水库入选为试点水库。

试点实现了大、中、小水库类型全包含,并且实现了江苏两大流域4个水系和有大中型水库的设区市地域全覆盖,构建现代化水库运行管理矩阵先行先试工作迅速展开。

怎么建?

——“四全”管理、“四制(治)”体系、“四预”措施、“四管”工作系统推进、精准发力

作为新生事物,构建现代化水库运行管理矩阵是一项综合性强、涵盖内容丰富的工作,如何加快构建?

抓住关键,精准发力!江苏牢牢把握现代化水库运行管理矩阵的核心要点——“四全”管理、“四制(治)”体系、“四预”措施、“四管”工作,以钉钉子精神持续深化水库运行管理体制机制改革,加快构建现代化水库运行管理矩阵。

围绕实施全覆盖、全要素、全天候、全周期“四全”管理,江苏加大新技术、新装备、新手段运用力度。目前,全省935座水库信息已全部录入全国水库运行管理系统,实现统一监管全覆盖。49座大中型水库全面完善大坝安全监测设施,开展水下地形测量,使用卫星遥感与航测定期监控库区和下游风险区变化,运用通信“热力图”实时掌握人员信息,实现工程、水域、陆域、水下、人员五要素全掌握。江苏还逐库建设雨水情遥测设施,运用北斗系统等实时监测库区坝区,推广无人机智能巡查、智能界桩电子围栏等,实现雨水情、工情、库区、下游风险区全天候实时管控;建设水库“建、修、改、废”数字信息档案,并全部录入矩阵平台,实现全周期闭环管理。

在完善体制、机制、法治、责任制“四制(治)”体系过程中,江苏着力构建严密的责任体系、管理体制、工作机制和法治保障。经江苏省人大修订后的全省水库管理条例,作为省级法规,明确了地方政府领导、水利部门指导、主管单位监督、管理单位负责的责任体系和管理体制。江苏还建立了省级补助、县乡兜底的稳定经费渠道,健全管理单位主管和政府购买专业化服务相结合的长效管护机制。

强化预报、预警、预演、预案“四预”措施,是构建现代化水库运行管理矩阵的难点,也是提升水库安全管理水平的重点,江苏通过协同推进数字孪生水库与调度预警模型建设,破解这一难题。

江苏省气象、水文部门协作,统一构建雨水情监测预报“三道防线”,目前全省935座水库已实现水雨情自动测报,建成覆盖32座大中型水库的10座测雨雷达,今年年底前将实现49座大中型水库全覆盖。与此同时,省水利厅出台管理办法规范水情预警发布,下游有行洪风险的11座大中型水库建立洪水调度预警响应机制;开发水库防洪预警模型和预警响应App(应用程序),935座水库产汇流预报模型实现全省统一;逐库修订水库调度规程、洪水调度方案、防汛抢险应急预案3类共2805个。

针对加强除险、体检、维护、安全“四管”工作,江苏坚持常态化、长效化原则,完成了全部存量病险水库除险加固,并实现了水库“到期即鉴”“有险即除”。目前,江苏大中型水库年均维修养护经费达到每座100万元,小型水库每座25万元。水库标准化管理也在同步推进中,大中型水库标准化率达80%、小型水库标准化率达75%。

经过一年的建设,江苏现代化水库运行管理矩阵先行先试工作取得阶段性进展,水库运行管理精准化、信息化、现代化水平得到有效提升,为保障水库运行安全和效益充分发挥提供有力支撑。试点形成了‘四全’管理、‘四制(治)’体系、‘四预’措施、‘四管’工作系统推进、精准发力的格局,为后续加快推进矩阵建设探路。

效果怎么样?

——为安全度汛提供保障

入梅以来,江苏发生多轮明显降水过程。在位于宜兴市的横山水库,现代化水库运行管理矩阵平台已投入实战运用,发挥重要作用。

横山水库是太湖流域厔溪河上游重要的拦蓄工程,总库容1.12亿立方米,是江苏省6座大型水库之一,保障着下游30万人的防洪安全和100万人的饮水安全。作为水利部首批现代化水库运行管理矩阵建设试点水库之一,横山水库现代化水库运行管理矩阵平台于今年6月底基本建成,完成了水库上下游和库区的数字孪生建模,形成高精度空间数据可视化底板。

在建设过程中,矩阵平台充分融合了水库现有的各类传感设备、运行台账等数据资源,强化数字赋能,构建涵盖“四全”“四制(治)”“四预”“四管”专题板块的水库矩阵“驾驶舱”,实现对水库运行管理矩阵核心数据、关键指标的一屏通览。其中,“四预”板块是横山水库现代化水库运行管理矩阵平台重点打造的板块,在应对今年强降雨过程中发挥了关键作用。

据介绍,“四预”板块整合了气象部门长、短时预报以及上游7处雨量站、3个流量站的数据,构建雨水情监测预报“三道防线”,对实时降雨、上游涧河来水、水库水位、下游河道行洪信息等进行实时预警,并依照专业大模型提出科学调度方案。

“根据调度规程,系统会提出在什么时候需要预降水位;超过汛限水位后,系统会根据需要提出几套比较好的调度方案供决策参考。”宜兴市横山水库管理所副所长冯春燕说。

不仅如此,“四预”板块还可根据降雨预报,实现对上游来水汇水、库区水位变化、下游泄洪、水库调洪演算分析等场景的仿真推演,并结合下游人口分布、基础设施情况等形成动态预案。同时,板块还可反向推演水库调度安全运行限制条件,及时发现问题,提出防范风险措施,为水库防洪保安全提供科学参考。

目前,江苏已基本建成宜兴、浦口两个区域和老鸦坝、象山等7座现代化水库运行管理矩阵,帮助各级水利部门实现水库风险精准管控,为安全度汛提供了保障。

在完成水利部试点任务的同时,江苏确定了‘两步走’规划目标,争取2025年构建112座现代化水库运行管理矩阵,实现大中型和15米以上坝高典型小水库全覆盖;再用3到5年时间完成所有水库矩阵构建任务,努力打造水库运行管理现代化的江苏样板。

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责编:郭蓓 崔欣