水库及灌区标准化创建项目方案,灌区信息化

一、项目背景

水库及灌区作为水资源调配与农业灌溉的核心设施，在保障城乡供水、农业生产、防洪减灾和生态安全等方面发挥着至关重要的作用 。随着经济社会的快速发展，对水资源的需求日益增长，对水库及灌区的运行管理、供水保障能力提出了更高要求。然而，当前我国部分水库及灌区存在设施老化、管理粗放、信息化水平低、安全隐患突出等问题，难以满足新时代水利工程高质量发展的需求。推进水库及灌区标准化创建项目，通过完善基础设施、规范管理流程、提升信息化水平，能够提高水库及灌区的安全性、可靠性和运行效率，实现水资源的科学调配和高效利用，对推动乡村振兴、保障国家水安全具有重要意义。

二、现状问题

1、基础设施老化损坏：

部分水库及灌区工程建设年代久远，大坝、渠道、闸门、泵站等设施老化严重，存在渗漏、裂缝、腐蚀等问题。灌区渠道衬砌率低，渗漏损失大，水资源利用效率不高；水库大坝安全监测设施不完善，无法实时掌握大坝运行状态。

2、管理体制机制不健全：

水库及灌区管理职责划分不明确，存在多头管理、权责不清的现象。管理规章制度不完善，缺乏统一的标准和规范，日常运行管理、维修养护、安全巡查等工作落实不到位。管理人员专业素质参差不齐，缺乏系统培训，管理水平较低。

3、信息化水平落后：

水库及灌区信息化建设滞后，缺乏自动化监测和控制设备。水雨情监测、大坝安全监测、灌溉用水计量等主要依靠人工操作，数据采集不及时、不准确，无法实现实时监控和远程调度。各管理部门之间信息共享困难，难以形成管理合力。

4、安全隐患突出：

部分水库存在防洪标准不足、大坝结构安全隐患等问题，在汛期面临较大的安全风险。灌区渠道存在坍塌、堵塞等隐患，影响灌溉供水安全。此外，水库及灌区周边环境复杂，存在人为破坏、非法侵占等问题，威胁工程设施安全。

5、生态环境问题凸显：

灌区不合理的灌溉方式导致地下水位下降、土壤盐碱化等问题，影响农业可持续发展。水库蓄水和放水过程中，对下游生态环境造成一定影响，生态流量难以保障，水生态系统遭到破坏。

三、解决思路

1、完善基础设施建设：

对水库大坝、灌区渠道、闸门、泵站等设施进行维修加固和升级改造，提高工程设施的安全性和可靠性。建设现代化的水雨情监测、大坝安全监测、灌溉用水计量等设施，实现监测数据的自动化采集和传输。

2、健全管理体制机制：

明确水库及灌区管理职责，建立统一的管理机构，完善管理规章制度，制定标准化的管理流程和操作规范。加强管理人员培训，提高专业素质和管理水平，建立绩效考核机制，确保管理工作落实到位。

3、提升信息化水平：

引入物联网、大数据、云计算、人工智能等先进技术，建设水库及灌区信息化管理平台。实现水雨情监测、大坝安全监测、灌溉用水调度、工程设施管理等业务的智能化、自动化和远程化，提高管理效率和决策科学性。

4、强化安全管理：

开展水库及灌区安全隐患排查整治，提高水库防洪标准，消除大坝安全隐患。加强工程设施的日常巡查和维护，建立安全预警机制，及时发现和处理安全问题。加强周边环境治理，保障工程设施安全运行。

5、注重生态环境保护：

推广节水灌溉技术，提高水资源利用效率，减少对生态环境的负面影响。合理确定水库生态流量，保障下游生态用水需求。加强灌区生态修复和环境整治，改善水生态环境。

四、硬件感知体系

1、水雨情监测设备

雨量监测：在水库流域及灌区范围内安装翻斗式雨量计，翻斗式雨量计结构简单、成本低，适用于常规雨量监测，配备数据采集模块，实现降雨量数据的自动采集和无线传输。

水位监测：在水库坝前、坝后及灌区渠道关键节点安装雷达水位计和压力式水位计。雷达水位计采用非接触式测量，不受水质、漂浮物影响，适用于各种复杂水面环境；压力式水位计精度高，尤其适用于深水区域监测，可实时获取水位数据并传输至监测平台。

2、大坝安全监测设备

变形监测：在水库大坝表面及内部埋设位移监测传感器、裂缝监测仪等设备，实时监测大坝的水平位移、垂直位移和裂缝变化情况。采用 GNSS 卫星定位技术，提高监测精度和可靠性。

渗流监测：安装渗压计、测压管等设备，监测大坝渗流压力和渗流量。通过数据分析判断大坝防渗性能，及时发现渗漏隐患。

应力应变监测：在大坝关键部位布置应力应变传感器，监测大坝混凝土或土体的应力应变状态，评估大坝结构安全。

3、灌溉用水计量设备

渠道流量监测：在灌区干支渠安装多普勒超声波流量计、雷达流量计等设备，实时监测渠道流量，实现灌溉用水的精准计量。多普勒超声波流量计适用于各种复杂水质条件。

田间用水计量：在田间安装智能水表，对农户灌溉用水进行计量收费，提高农户节水意识。智能水表支持远程抄表和数据传输，方便管理部门统计分析。

视频监控设备：在水库大坝、灌区渠道、闸门、泵站等重要部位安装高清智能摄像头，具备夜视、变焦、移动侦测和 AI 识别功能。实时监控工程设施运行状态、人员活动情况和周边环境，视频数据通过网络传输至监控中心，实现远程监控和管理。

4、自动化控制设备

闸门控制系统：对水库泄洪闸门、灌区节制闸门等进行自动化改造，安装电动启闭机和智能控制系统。管理人员可通过信息化管理平台远程控制闸门启闭，实现精准调度。

泵站控制系统：在灌区泵站安装变频调速器、智能控制柜等设备，根据灌溉用水需求自动调节泵站运行参数，提高泵站运行效率和节能效果。

5、通信与供电设备

通信网络：构建 “4G/5G + 光纤 + 卫星通信” 多网融合通信网络。在信号良好区域采用 4G/5G 网络实现数据高速传输；偏远地区或网络中断时，启用卫星通信保障数据传输；重要节点铺设光纤专线，确保数据稳定可靠。

供电系统：采用太阳能供电与市电供电相结合的混合供电方式。在具备市电条件的站点，优先使用市电供电，并配备 UPS 不间断电源；在偏远无市电区域，安装太阳能供电系统，包括太阳能板、蓄电池和充电控制器，确保设备持续稳定运行。

五、细分场景

日常运行管理：通过信息化管理平台实时展示水库及灌区的水雨情、大坝安全、灌溉用水等监测数据和视频画面，管理人员可在线查看设备运行状态，进行数据查询、分析和处理。根据监测数据和灌溉用水需求，合理调度水库蓄水和灌区供水，优化水资源配置。

防洪抗旱调度：在汛期，实时监测水库水位、降雨量和入库流量等数据，结合洪水预报模型，科学制定水库泄洪方案，确保水库安全度汛。在干旱时期，根据灌区土壤墒情和用水需求，精准调度灌溉用水，保障农业生产用水安全。

大坝安全管理：利用大坝安全监测设备实时监测大坝变形、渗流、应力应变等参数，当数据超过设定阈值时，系统自动发出预警信息。管理人员可通过平台查看预警详情，及时采取措施处理安全隐患，保障大坝安全运行。

灌溉用水管理：通过灌溉用水计量设备准确计量各灌区、各农户的用水量，结合水价政策进行计量收费，促进节约用水。同时，分析灌溉用水数据，优化灌溉制度，推广节水灌溉技术，提高水资源利用效率。

应急事件处置：当发生水库溃坝、渠道坍塌、设备故障等突发事件时，视频监控设备和监测系统实时采集现场信息并上传至管理平台。系统自动生成应急处置预案，管理人员可远程指挥调度，及时组织抢修和救援，降低灾害损失。

生态环境保护：通过监测水库生态流量和灌区用水情况，确保下游生态用水需求得到满足。结合灌区生态修复工程，利用监测数据评估生态环境改善效果，为生态环境保护和治理提供科学依据。