熊春茂，王云鵬，郭益國

（湖北省湖泊局，430071，武漢）

湖北省小型水庫水雨情自動測報系統(tǒng)建設(shè)探索

熊春茂，王云鵬，郭益國

（湖北省湖泊局，430071，武漢）

為及時掌握小型水庫水雨情等實時信息，進(jìn)一步強化小型水庫安全管理，近年，湖北省水利廳結(jié)合小型病險水庫除險加固項目，統(tǒng)籌推進(jìn)全省小型水庫水雨情自動測報系統(tǒng)項目建設(shè)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、接口和平臺。目前已建站點運行穩(wěn)定，在全省小型水庫防洪保安中發(fā)揮了積極作用。

小型水庫；水雨情；自動測報，湖北

自2013年起，湖北省結(jié)合小型病險水庫除險加固項目，試點先行，全面推進(jìn)小型水庫水雨情自動測報系統(tǒng)項目建設(shè)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、接口和平臺，將系統(tǒng)建設(shè)作為全省小型水庫除險加固和管理的收官之作、點睛之作。目前全省已建成水雨情自動測報站點4 100多座，在水庫防洪保安中發(fā)揮了積極作用。

一、以問題為導(dǎo)向，加強頂層設(shè)計

湖北省有小型水庫6 500多座，是全省防汛抗旱系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著重要的防汛抗旱任務(wù)。但由于點多面廣、地處偏遠(yuǎn)、工程老損等因素，一直是湖北省防汛工程的薄弱環(huán)節(jié)之一。為切實掌握小型水庫水雨情等實時信息，加強小型水庫安全管理，并解決以往信息化建設(shè)端口不統(tǒng)一、信息共享難等問題，湖北省在系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃階段就注重頂層設(shè)計，在深入分析基層用戶的建設(shè)需求后，先后印發(fā)了全省測報系統(tǒng)建設(shè)工作方案和實施方案，形成了統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)方案。

1.統(tǒng)一的系統(tǒng)框架

系統(tǒng)建設(shè)方案設(shè)計充分利用現(xiàn)代傳感技術(shù)、測控技術(shù)、公網(wǎng)通信技術(shù)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建成以信息采集為基礎(chǔ)、信息網(wǎng)絡(luò)平臺為支撐的測報系統(tǒng)，實現(xiàn)水庫水雨情信息自動采集和預(yù)警預(yù)報功能，為提高水庫信息化管理水平創(chuàng)造條件，并為水庫安全運行和水資源合理利用提供數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)由信息采集與傳輸系統(tǒng)獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，以網(wǎng)絡(luò)、安全、存儲、操作系統(tǒng)等系統(tǒng)軟硬件為基礎(chǔ)，以建設(shè)和開發(fā)各類數(shù)據(jù)庫為核心，以統(tǒng)一應(yīng)用支撐平臺為框架，以開發(fā)各類業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)為關(guān)鍵，以信息安全體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系為保障，為各級管理部門、社會公眾提供服務(wù)，實現(xiàn)水庫管理工作的互聯(lián)互通、信息共享、業(yè)務(wù)協(xié)同。這6個層面、兩大保障體系共同構(gòu)成測報系統(tǒng)的總體框架，見圖1。

系統(tǒng)劃分為遙測站、通信及計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、水雨情自動測報系統(tǒng)管理平臺等四部分。遙測站將水雨情信息和圖片信息通過GPRS/CDMA傳輸至市（自治州）水情分中心，由全省水文水雨情數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理，供系統(tǒng)軟件平臺使用。各縣（市）相關(guān)水利部門可根據(jù)需求獲取數(shù)據(jù)信息。

2.統(tǒng)一的傳輸方式

系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸由遙測站、傳輸網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)接收處理中心三部分構(gòu)成。數(shù)據(jù)接收處理中心設(shè)在市（自治州）水情分中心，包括相應(yīng)硬件設(shè)備和軟件。傳輸網(wǎng)絡(luò)采用公網(wǎng)方式傳送至中心站。

遙測站監(jiān)測要素包括水位、雨量和大壩監(jiān)視圖像。方案明確水庫水雨情測報站點編碼必須符合《水文測站代碼編制導(dǎo)則》的有關(guān)規(guī)定，具有唯一性，并納入全省水文測站編碼系統(tǒng)統(tǒng)一編碼；遙測站通信規(guī)約嚴(yán)格執(zhí)行《水文監(jiān)測數(shù)據(jù)通信規(guī)約》；嚴(yán)格按照《水雨情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標(biāo)識符》建立標(biāo)準(zhǔn)水雨情數(shù)據(jù)庫。測報系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖2。

3.統(tǒng)一的設(shè)備選型

在實施方案設(shè)計中，對水位、雨量傳感器等重要監(jiān)測設(shè)備的選型予以統(tǒng)一確定。水位監(jiān)測設(shè)備根據(jù)現(xiàn)場各測站所處地理位置、水庫工情、水位變幅、岸坡形式等，分別對市面主流水位傳感器進(jìn)行方案比選。綜合各水位計的優(yōu)缺點，參考水利行業(yè)的實際應(yīng)用效果及試點工程建設(shè)成效，根據(jù)各市（自治州）調(diào)查反饋情況，選擇浮子式和聲波式水位計作為全省小型水庫水雨情自動測報系統(tǒng)建設(shè)主要水位監(jiān)測設(shè)備選型。其中聲波式水位監(jiān)測設(shè)備具有較廣泛的安裝適應(yīng)性，可以建在岸坡、壩坡、豎井壁等任意位置，且不需要另建水位測量井，能夠較方便地測到死水位及以下，非常適合湖北省鄂北地區(qū)很多干旱缺水的小型水庫。

圖1 系統(tǒng)總體框架

圖2 測報系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

二、以創(chuàng)新為手段，加強統(tǒng)籌推進(jìn)

為穩(wěn)步推進(jìn)測報系統(tǒng)建設(shè)工作，2013年8月，選定在南漳縣6座小型水庫進(jìn)行試點建設(shè)，采用浮子式和聲波式兩種水位計作為水位監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行測試比對。在此基礎(chǔ)上，2014年3月湖北省水利廳選擇在襄陽和宜昌兩市進(jìn)行擴(kuò)大試點建設(shè)。2014年11月組織全省市（自治州）水利局在襄陽召開現(xiàn)場會，總結(jié)試點工作，全省測報系統(tǒng)建設(shè)全面展開并不斷創(chuàng)新工作方式。

1.創(chuàng)新招標(biāo)建設(shè)主體

各地按照省水利廳統(tǒng)一部署，項目招標(biāo)投標(biāo)由傳統(tǒng)縣（市、區(qū)）分散招標(biāo)改為全市（自治州）統(tǒng)一組織招標(biāo)，各市（自治州）按照實施方案統(tǒng)一編制招標(biāo)投標(biāo)文件、合同范本和驗收標(biāo)準(zhǔn)，縣（市、區(qū)）小型水庫除險加固項目法人作為項目建設(shè)主體，中標(biāo)企業(yè)分別與所有的項目法人簽訂合同，按合同負(fù)責(zé)組織實施。

2.創(chuàng)新運維保障方式

由于基層缺乏專業(yè)人員，加之信息化產(chǎn)品設(shè)備更新?lián)Q代較快、使用年限不長，系統(tǒng)建成后的運行維護(hù)成為水利信息化成敗的關(guān)鍵。省水利廳在系統(tǒng)建設(shè)之初就高度重視運行維護(hù)工作，打破常規(guī)，將售后服務(wù)年限統(tǒng)一提升至5年。站點建成5年內(nèi)，除人為破壞等特殊情況，均由中標(biāo)企業(yè)負(fù)責(zé)運維，確保了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，有利于使用人員熟悉系統(tǒng)，同時也為籌措后續(xù)運維資金爭取空間。

3.創(chuàng)新資金監(jiān)管模式

襄陽等地法人單位通過簽訂“三方資金監(jiān)管協(xié)議”解決了售后服務(wù)資金支付和監(jiān)管的難題。即在項目完工后一次性將資金撥付到中標(biāo)企業(yè)專門設(shè)立的監(jiān)管賬戶，當(dāng)達(dá)到合同約定的支付條件時，經(jīng)銀行、水利部門審核，中標(biāo)企業(yè)每年可提取相應(yīng)的款項。各地還提前謀劃后續(xù)管護(hù)經(jīng)費來源，計劃結(jié)合小型水利工程管理體制改革，采用政府購買社會服務(wù)方式確保售后服務(wù)期后測報系統(tǒng)長效運行。

三、以防洪為重點，加強運行管理

全省各地已建成水雨情自動測報站點 4 100座，系統(tǒng)上線運行以來，面對緊張的防洪形勢，系統(tǒng)測報數(shù)據(jù)及時、準(zhǔn)確，運行穩(wěn)定，在防汛保安中發(fā)揮了巨大作用。

特別是在2016年梅雨期間全省水庫超汛限座數(shù)、超設(shè)計洪水位運行水庫座數(shù)和超歷史最高水位的大中型水庫座數(shù)屢創(chuàng)新高，13座小型水庫發(fā)生洪水漫壩。在歷史罕見的防洪形勢下，全省各地小型水庫防汛部門根據(jù)測報系統(tǒng)提示的水位、雨量預(yù)警信息和水庫壩前圖像，及時有效應(yīng)對，實現(xiàn)全省小型水庫不垮一壩的目標(biāo)。

1.細(xì)化方案嚴(yán)格驗收

水庫管理單位、設(shè)計單位和施工單位及時溝通協(xié)調(diào)，共同研究防雷接地、測站位置設(shè)置、攝像頭視距范圍等具體工作。一是根據(jù)雷擊成因分析，針對直擊雷、落地雷和感應(yīng)雷分別制定了導(dǎo)、避、隔的防護(hù)對策，提升遙測站防雷水平。從實施情況來看，全省沒有一座測站因為遭遇雷擊損壞。二是明確水位監(jiān)測范圍最高達(dá)到壩頂以上0.5 m，鄂北干旱地區(qū)和有供水任務(wù)的小型水庫的遙測站選址，必須能夠監(jiān)測到死水位以下。三是要求兩個攝像頭的監(jiān)視范圍盡量兼顧大壩迎水面和溢洪道控制段。四是對每座水庫項目建設(shè)的每一道工序都進(jìn)行登記、拍照、確認(rèn)，完工后進(jìn)行嚴(yán)格測試確保合格。

2.明確基準(zhǔn)確保準(zhǔn)確

針對少數(shù)小型水庫高程基準(zhǔn)點不統(tǒng)一情況，及時印發(fā)通知，明確將水庫溢洪道底板作為高程系統(tǒng)控制依據(jù)。項目完工后要求水庫專管人員逐庫開展人工觀測與系統(tǒng)測報數(shù)據(jù)比對，對存在偏差的進(jìn)行調(diào)校核準(zhǔn)，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

3.強化培訓(xùn)推廣應(yīng)用

在組織建設(shè)測報系統(tǒng)站點的同時，省水利廳同步組織開發(fā)了全省水庫信息管理軟件和手機(jī)APP軟件。通過電腦和手機(jī)平臺，全省所有水庫基礎(chǔ)信息和水雨工情等動態(tài)信息均可及時發(fā)布，方便調(diào)度管理和用戶查詢，并實現(xiàn)了手機(jī)報汛和短信預(yù)警功能。為確保系統(tǒng)取得預(yù)期效果，站點建成后要求各地及時組織培訓(xùn)。其中，鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利站和水庫專管人員由施工單位負(fù)責(zé)培訓(xùn)；市縣水利局管理人員由省級組織培訓(xùn)。通過培訓(xùn)，包括廣大小型水庫專管人員在內(nèi)的各級管理人員很快掌握了軟件的使用方法，確保了測報站點建成一批及時投入使用一批，成效顯著。

責(zé)任編輯 安天杭

Automatic system of hydrological collection and transmission for small reservoirs in Hubei Province//

Xiong Chunmao,Wang Yunpeng,Guo Yiguo

In order to have real-time information on water and rainfall in a timely basis and ensure safe operation of small reservoirs,Hubei Provincial Water Resources Department has integrated standards,interface and platform of automatic system for hydrological data measuring and forecasting of small reservoirs in the whole province.Currently,the automatic systems operate well and are in a stable condition,and play a critical role in flood control and safety of small reservoir in Hubei Province.

small reservoir;water and rainfall information;automatic collection and transmission;Hubei

P338

：B

：1000-1123（2017）08-0017-02

2017-04-07

熊春茂，副局長，高級工程師，主要從事湖泊保護(hù)和水庫建設(shè)管理工作。