一、背景概述
嶗山水庫位于青島市城陽區(qū)境內，總庫容5955萬立方米，是青島重要的水源地之一，擔負著城市供水和防汛兩大工作任務。
水庫下游有著城區(qū)村莊以及青島重要的陸地交通樞紐和廠站等，做好嶗山水庫管理工作，不僅關系到青島市的城市供水，更關系到大壩下游的人民生命和國家財產(chǎn)安全。
基于以上背景，公司以《山東省大中型水庫工程標準化管理手冊編制指南》為建設依據(jù)，擬建設嶗山水庫標準化運維平臺，構建嶗山水庫標準化管理體系。
二、建設內容
項目建設內容主要包括構建嶗山水庫孿生模型、構建水庫自動化全面感知體系、構建“預警、預演、預報、預案”的洪水預報體系、構建水庫全業(yè)務標準化管理平臺。
構建嶗山水庫孿生模型
系統(tǒng)基于GIS地理信息使用高分衛(wèi)星遙感技術，構建完整的以水庫為中心的自然環(huán)境信息，以精確的三維模型全方位還原水庫地勢地貌，提供圖層工具和空間服務等功能，實現(xiàn)三維可視化嶗山水庫孿生模型。
構建水庫自動化全面感知體系
通過先進的傳感設備和物聯(lián)網(wǎng)技術，構建包含大壩變形、降水量、水質、水位、庫容、視頻安防、閘門、配電系統(tǒng)等信息的自動化信息采集體系，提高水庫的雨情水情汛情工情的監(jiān)測能力。
構建“預警、預演、預報、預案”的洪水預報體系
通過具體研究入庫河流的洪水特點以及河床變化規(guī)律，綜合水文學、水力學、河流動力學等相結合的技術方法，建立符合當?shù)貙嶋H情況的洪水預報經(jīng)驗模型和數(shù)學預報模型,為相關部門防洪減災調度提供決策依據(jù)。
構建水庫全業(yè)務標準化管理平臺
運用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等技術，深化水庫業(yè)務流程標準化改造和管理模式創(chuàng)新，構建覆蓋工程概況、水庫保護范圍、運行調度、安全監(jiān)測、巡視養(yǎng)護、安全責任管理、檔案管理等水庫全業(yè)務的標準化管理平臺。
三、重點功能
大壩安全監(jiān)測
項目在水庫的原有監(jiān)測點位分別安裝了9套GNSS位移傳感器和31套振弦式滲壓設備，提供在線自動監(jiān)測功能。除自動化監(jiān)測外，還實現(xiàn)了人工測量的監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一收集管理，節(jié)省人力成本的同時也提供了有效的分析依據(jù)。
防洪調度
防洪調度為核心功能之一，防洪調度模塊主要包括洪水預警、洪水預報、洪水預演和洪水預案四個功能，構建了嶗山水庫的“四預”防洪體系。
洪水預警，在汛期時，系統(tǒng)實時按照水庫的防汛調度圖，對水庫的雨前水位和日降雨量進行計算，當出現(xiàn)極端天氣預警、中小洪水預警、較大洪水預警和超大洪水預警時，添加預警聯(lián)系人，在汛期時提醒預警人，自動分發(fā)預警短信通知信息。
洪水預報，基于前期影響雨量、降水量以及徑流的關系圖，實現(xiàn)對未來24小時實時的水位預測。為防汛調度工作提供重要數(shù)據(jù)支撐，為泄洪調度提供科學的數(shù)據(jù)依據(jù)，從而提前做出防汛決策。在滿足防汛安全的要求下保障水庫的庫容儲備。
洪水預演，以水利勘察設計院提供的數(shù)據(jù)為基礎，以特大暴雨為假設條件，對水庫及其上下游區(qū)域的洪水推進情況，開展動態(tài)模擬演示，覆蓋村莊及街道范圍。
洪水預案，根據(jù)實況天氣數(shù)據(jù)及水庫庫容數(shù)據(jù)，以洪水動態(tài)模擬為參考，依據(jù)水庫的防汛經(jīng)驗，根據(jù)水庫庫容對照表，實現(xiàn)了在線泄洪計算公式，自動計算閘門開啟度、預計泄流量和水位高程。
實時防汛調度
實時防汛調度作為本系統(tǒng)的防汛調度中心，展示當前降雨量、天氣預報、水位庫容、臺風云圖，視頻監(jiān)控、防洪調度圖等信息、并且能夠結合人工記錄方式，完成防汛調度的全過程記錄，為防汛調度提供數(shù)字依據(jù)。
范圍確權
通過地理信息系統(tǒng)(GIS)顯示水庫管理和保護范圍，通過地圖和列表顯示確權范圍的界碑點位、界樁數(shù)量及埋設坐標，附勘測點位坐標圖和界樁照片。
移動互聯(lián)APP應用
通過移動端查看水庫的降水量、天氣預報、臺風云圖和安防監(jiān)控視頻信息，方便管理人員和防汛人員隨時隨地掌握汛情信息，構建水庫運行業(yè)務協(xié)同的移動互聯(lián)工作臺。
四、案例總結
嶗山水庫標準化運維平臺的建設實現(xiàn)了嶗山水庫的數(shù)字孿生，并結合嶗山水庫現(xiàn)狀，充分融合建筑信息模型和地理信息系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)、自動監(jiān)測等技術提升了水庫感知、傳輸、應用網(wǎng)絡化和智能化的管理能力，實現(xiàn)了感知體系和水庫安全管理的數(shù)字化、標準化和智慧化，保障了水庫安全穩(wěn)定運行。
