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水库矩阵管理系统是一种采用矩阵式管理架构,利用数字孪生、物联网、云计算、大数据、人工智能等先进技术,实现水库四全、四制(治)、四预、四管的系统。该系统通过横向联系和纵向联系的管理方式,使各个水库主管部门之间相互协调和互相支持,确保水库的安全运行和效益的充分发挥。
矩阵式管理架构 实现水库监管的“横向到边、纵向到底”,确保水库各个管理部门之间的信息流通和协同工作。
数字赋能 集成卫星、无人机、物联网等信息化手段,利用大数据、云计算、人工智能等技术,实现对水库运行状态的实时监测、数据分析预报预警、仿真预演等功能。
四全 推进全覆盖、全要素、全天候、全周期管理,实现水库监管的全面性和系统性。
四制(治) 明确各大坝主管部门职责任务、完善大坝注册登记与备案机制、健全水库运行管理制度标准体系、健全大坝安全监管责任体系。
四预 强化预报、预警、预演、预案措施,提高水库运行管理的预见性和应对能力。
四管 及时除险、定期体检、加强维护以及加强网络、信息、治安等安全防范工作。
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1、对水库的水位、雨量、流量、水质、大坝安全(如渗流量、渗流压力、变形等)等进行实时监测。
2、提供越限报警功能,当监测数据超出设定的阈值时,通过抓拍、平台软件、短信通知等方式进行预警。
大坝运行性态健康诊断是多指标、多层次的递阶分析问题,进行大坝健康诊断时:
1、根据大坝健康诊断问题内在的物理与逻辑关系,设置恰当的健康诊断指标,构建科学合理的健康诊断结构体系,将待分析的问题层次化;
2、划分合理的健康诊断评价等级,依此对各定量、定性诊断指标进行量化,使其具有可比性;
3、采用合理有效的健康诊断理论和方法对大坝运行性态进行健康诊断。
图1 大坝综合分析流程
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图2 预警和辅助决策流程
1、结合水情、雨情等多源数据,实时自动预报水库产流、汇流过程,实现水库水位、纳雨能力等关键参数的自动预报。
2、提供人工干预预报功能,用户根据实际需求调整预报模型的参数设置,如降雨强度、土壤湿度等,以优化预报结果。通过人工干预,用户可结合实际情况对预报结果进行修正,提高预报的准确性与实用性。
1、基于雨水情数据分析,建立防洪调度模型,提供洪水分级预警、洪水推进预演、降雨水位预报和洪水应急预案等功能。
2、实现对未来降雨、上游来水、库区水位变化、下游泄洪等的仿真推演,形成动态预案。
1、合理安排水库的调度计划,确保供水、防洪、发电等功能正常运行。
2、维护水库安全责任主体、防汛机构与制度等信息,记录防汛演练活动过程和防汛物资储备情况。
1、自定义检查点、检查标准、巡检计划、巡检路线,通过人、机结合的方式实现标准化、可视化、流程化的巡视检查。
2、定期对水库进行巡查和检测,及时发现和处理问题,确保设备正常运行和安全性。
1、对水库工程信息进行数据化、流程化管理,提高管理效率和透明度。
2、通过二维、三维空间分布信息展示,为水库相关管理部门的监测预警和实时调度提供决策支撑。