水利工程运营管理中应急物资储备优化研究

引言：近年来，极端天气事件频繁发生，水利工程所面临防汛抗旱压力显著增大。依据《“十四五”国家应急体系规划》要求，水利工程应急物资储备需要达成“精准储备快速调配”目标。《水利工程管理单位安全生产标准化评价标准》（SL/T789-2020）更是明确提出，物资储备应当与工程风险等级以及区域灾害特征相匹配。然而当前大多数水利工程依旧沿用经验式储备模式，既无法满足应对复杂灾害的需求，同时还造成了资源浪费。在此种背景之下，探索应急物资储备优化路径，成了提升水利工程运营管理水平的关键课题。本文从传统模式存在问题出发，构建“预储备 + 即时调配”双层策略，通过技术措施创新，为应急物资管理提供新思路。

一、传统应急物资储备模式存在的问题

传统应急物资储备模式形成于相对稳定的灾害环境当中，其核心逻辑是“静态存储 + 被动调用”。不过面对现代灾害突发性以及复杂性，这一模式逐渐暴露出了多重不足之处，一是储备量设定缺乏科学依据，部分工程依靠历史经验来确定物资数量。这就导致高风险区域出现沙袋、救生衣等关键物资短缺的情况，而低风险区域却囤积了大量过期应急食品，形成了该有的没有、不该有的却有的矛盾局面，二是储备点布局过度分散，许多中小型水利工程将物资分散存储在多个管理站，这不仅增加了日常维护成本，而且还导致灾害发生时难以快速进行集中调配 [1]。更值得关注的是，物资更新机制僵化，多数工程仍然采用固定周期更新制度，每年雨季来临之前统一更换救生设备，却忽视了不同物资实际损耗速度。像长期暴露在潮湿环境中的防汛泵，其老化速度远远快于仓库内照明设备。这种“一刀切”更新方式常常造成“该换未换无需换却换”资源浪费现象。

二、“预储备 + 即时调配”双层优化策略

（一）常态化预储备优化

（1）基于风险等级的分级储备模型

风险等级是确定储备规模核心依据所在，构建分级储备模型需要从多个维度对工程面临灾害风险进行评估。要收集工程所在区域近 10 年水文数据，诸如最大洪峰流量干旱持续天数等，并且结合工程自身规模——比方说大型水库需要考虑坝高库容，小型灌区需要关注渠道长度和灌溉面积——来划分风险等级。通常情况下可以将风险分为三级：高风险区域包括位于河道中下游历史上曾经发生过重大洪涝灾害工程，中风险区域为地形复杂、气象条件多变的山区水利设施，低风险区域则是地势平坦、灾害记录较少的平原灌区。不同等级对应不同物资储备清单：高风险区域需要重点储备大功率抽水泵（每 500 米河道配备 1 台）、编织袋（按可能淹没面积每平方米 2 条计算）、应急照明设备（覆盖工程关键部位 1.5 倍数量）；中风险区域可以适当减少重型设备比例，增加便携式救生衣（按管理人数 2 倍储备）；低风险区域则以基础物资为主，铁锹雨衣等，数量控制在满足日常巡检需求1.2 倍。这样分级方式避免了“一刀切”储备弊端，使物资数量与实际需求更加匹配[2]。

（2）储备点布局多目标优化

储备点布局需要平衡覆盖范围运输效率与成本，传统“就近存储”思路往往会导致布局分散，而优化布局需要综合考虑多个目标。利用管理信息系统（GIS）标注工程关键部位，如大坝溢洪道取水口等，将这些部位作为“核心保护点”；接着分析周边交通路网，统计各路段平均通行速度以及历史拥堵情况，排除灾害时可能中断道路。在此基础之上，通过计算“覆盖半径”来确定储备点数量——再比如当运输车辆平均时速为 40 公里时，1 小时内可到达范围约为40 公里，单个储备点覆盖半径可以设为 30 公里（预留应急响应时间）。同时需要控制建设成本，避免过度建设，可以优先利用现有管理用房改造储备仓库，减少土地征用费用。

（3）物资更新周期动态调整

物资更新周期并非能够简单依据时间来进行划分，而是需要结合物资自身特性以及环境因素来开展动态调整工作。要对物资“生命周期”进行分类统计：对于保质期较短物资，应急食品（其通常保质期为 1 年）、电池（储存寿命为2 年），需要设置严格到期更换机制；而对于耐用品，像铁锹安全帽等，虽然不存在明确保质期，但是需要记录其使用次数以及维护情况，当累计使用超过 50次或者出现轻微损坏时候，就要提前将其列入更新计划之中。要安装环境监测设备，在储备仓库内放置温湿度传感器，当湿度连续 7 天超过 60% 时候，就要缩短防汛沙袋帆布等容易受潮物资检查周期（从原本 3 个月一次改为 1 个月一次）；在高温区，要把塑料材质救生圈检查频率提高 50% ，以此来防止材料老化[3]

（二）应急响应期间即时调配

（1）无人机快速投送路径优化

无人机快速投送技术为应急物资配送提供了一种全新解决方案，特别适用于交通中断或者人员难以到达的紧急情况。另外路径规划算法选用改进的 AI算法，基于飞行距离、气象条件、地形障碍和禁飞区域等多重约束来开展工作，从而生成最优飞行路径。算法建立三维图模型，标注出所有已知障碍物和危险区域，然后依据无人机性能参数设定飞行高度和速度范围。

（2）邻近水库间物资共享机制

邻近水库间物资共享机制需要建立“信息互通 + 快速调拨”协同平台，流域内各水库管理单位通过统一物资信息系统实时共享库存数据，明确共享物资种类数量以及调配权限。当某一水库发生险情时候，系统自动检索周边 30 公里内储备点，生成“物资清单 + 最优调运路线”方案，经过流域防总审核之后下达调拨指令。这种机制不但能够避免重复储备，而且还能把跨库调运时间从传统8 小时缩短至3 小时以内 [4]。

结语：“预储备 + 即时调配”双层优化策略为水利工程应急物资储备管理提供了全新技术路径以及管理模式。该策略将科学化预储备优化与智能化即时调配有机结合在一起，既解决了传统模式固有缺陷，又充分利用了现代信息技术优势。未来研究应重点关注预测算法如何优化改进多灾种如何协同应对以及跨区域资源如何整合等前沿问题，进一步完善应急物资储备体系，为水利工程安全运行提供更加坚实保障基础。

参考文献：

[1] 吴洋 , 孙开畅 , 冯继伟 . 基于双层模型的水利工程应急物资调度优化[J]. 科学技术与工程 ,2023,23(09):3991-3996.

[2] 崔亚军 , 徐全基 , 李润 . 水利工程物资管理问题及重要性研究 [J]. 云南水力发电 ,2023,39(02):197-202.

[3] 吴永松 , 翟高勇 , 郑福寿 . 水利工程防汛抢险物资储备品种和数量确定方法分析 [J]. 中国防汛抗旱 ,2023,33(02):87-90.

[4] 张恒 . 物资管理对水利工程的重要性及优化策略 [J]. 企业改革与管理 ,2020,(20):35-36.