时间:2023-08-15 17:23:40
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水库信息化建设,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一、我国水库管理现状
我国大部分水库建立的时间比较久,相对应的设施已经老化,管理手段落后,不能满足当前水利工程的要求,当遇到自然灾害时无法及时有效的应对,缺少信息化技术支撑。水库的管理工作不到位,常因水库的维修工作不及时、设施操作不当、大暴雨突发应对不及时使水库发生险情等,水库的功能和安全性逐渐丧失,严重时将出现溃坝等现象。国家有关部门对水库存在“重建轻管”现象,水库在维护等方面的投资和关注不够,水库的管理经费缺乏,在此情况的影响下,也减少了水库管理的工作岗位。不少水库在遭到自然灾害的摧毁后没能得到及时的修护,从而降低了水库的整体效益。水库的管理违背了生态环境的可持续发展的原则。在我国个别地区的水库包括小型水库的管理体系中,一直沿用较落后的管理方法。水库的管理机制落后,没有达到建设信息化的水平,不能及时的进行改进和创新。这类管理方法没有科学、完善的水库管理体系,管理人员的考核也没有具体的标准,造成水库的管理工作走下坡路。甚至部分管理者无法及时认清自己的工作,遇到问题不及时汇报,导致问题累积,埋下安全隐患,致使水利工程不能快速发展。
二、水库管理信息化建设的重要性
水库是调节径流的重要水利工程。水库管理的重点是做好堤坝的安全管理工作,防止溃坝造成不堪设想的后果。信息化可持续发展是新时代水利建设的主要发展方向,也是整个国民经济和社会信息化建设的重要组成部分。利用信息化建设,可以及时对水库上下游进行监控,通过网络及时观察反映水库大坝及相关地区的实时气象及工程情况的信息,把这些信息整合起来,构建信息访问平台。通过实时水文预报等,能够更加直观、全面的对水库进行多种方案的模拟、分析,并提供解决和管理方案。随着现代信息技术的发展,实时数据信息采集系统和处理“数字化水库”的时代已经拉开帷幕。水库效益是需要通过水库调度来实现的,在水库调度中,必须坚持发展服从于安全的原则。水库的发展及调度要权衡多方面的因素,维护生态平衡等需要。为了能够充分的发挥水库的综合效益,在水库调度中,需要利用信息化建设进行某些技术工作。
三、水库管理存在的问题
众所周知,我国水资源相对比较缺乏。人均水资源量在世界上的排名相对靠后。要想促进经济发展创建和谐社会,水库管理是否能够发挥自身最大的效益十分重要。在水库管理上出现的问题和解决方案如下:
(一)管理体制存在缺陷全国大中型水库管理机构在计划经济时代上的基本定义是为集体社会提供公益,加之进行生产经营。但是,随着经济体制的不断变换,水利上实施的体制已经跟不上时代的步伐,必将遭受淘汰的命运。为了水利工程能有更好的发展,必须进行信息化改革。在改革的过程中,要合理的划分水利行政主管部门和事业单位的主要职责,提高管理人员的工作意识,从根本上规范管理。
(二)忽视水污染问题在水库管理上的主要问题就是防洪,严格管理以便造成溃坝等严重现象。特别是每到汛期,水库的管理人员都会小心翼翼的做好防汛工作,从而忽视水污染的严重性,随着工农业的发展,工业废水和生活污水的排放日益增加,造成了水体富营养化,直接对供水和生态安全构成了威胁,没能在抓防汛工作的同时对水库进行污染物的清理工作。为了彻底清楚污染物应由供水部门带头,成立专门的清污机构,定期对水库范围内的淤泥进行科学的清理,以彻底消除底泥对水库水质的污染,这项工程庞大,耗资较高,但与重新修建水库所花的费用来说有明显优势。
四、水库管理信息化建设
在水库工程的信息化建设过程当中,大中型水库起步较早,从电台报汛、有线电话报汛逐渐向自动化遥测系统等现代通讯手段过渡。水库工程管理信息化建设中发展最为迅速的属三峡水库,三峡水电站建立后蓄水形成的人工湖泊达到一千零八十四平方公里。除三峡水库以外,其它大型水库工程信息化建设也在抓紧进行。实现水文现代化是提高水利工作效率的重要途径。虽然目前我国也在进行全国防汛指挥决策系统的建设,但是水文自动测报系统中央只管理中央报汛站,尽管统一规划,但是投入渠道却不一样。目前,全国有中央报讯站,各省有气象方面的雨量测站,有山洪灾害防治系统的测站,有地方的水文报汛测站,所以,难以同步进行建设,必须大力加强水文监测、优化站网密度,进行统一规划。必须明确经费来源渠道,统一按照要求,对国家和地方进行共同建设管理。这样,才能确保水文现代化的快速实现。还要注重科研和人才的培训,高度重视新技术、新设备的研发,特别是洪水预报系统的研发,即如何将计算机技术、洪水预报模型与GIS地理信息系统相结合,包括信息自动采集设备等等。虽然我们也很重视科技发展,但研究范围还是不够广泛,科技含量低。开展研究的课题也相对较少,不利于水文建设的长期发展,为适应新形势的水利发展必须在这一方面尽快改变。为了推进水库管理信息化系统运行,必须对水库工作进行规范管理,确保信息化系统的稳定运行。水库工程管理信息化是现代化水库管理的必然发展趋势和发展方向,加强管理才能确保水利工程稳定可靠的运行。因此,制定相关的运行管理规程及操作规程,要求系统工作人员严格按规章制度、操作执行,是信息化系统得以正常运行的关键。水利信息化项目落成后,运行管理费用紧缺是当前水库管理信息化存在极为普遍的现象,严重影响了信息化系统的正常运行。因此明确维修管理费用的来源渠道是水库管理信息化系统运行的重要保障前提。信息化工作的关键是加强培训技术人才。在水利行业,特别是水库等较为基层的水利单位,现代化技术水平较低、应用管理水平不高的现象普遍存在,懂水利又懂信息化的技术人才相当馈乏,已经成为信息化建设的重要制约因素。因此,应采取更丰富的学习形式加强技术人员的培训,提高水库工程管理人员的综合素养,使水库工程信息化系统发挥出最大效益。
五、结束语
水库工程管理是水利工程中一项重要的工作内容,水库工程维修以及安全运行一定要确保下游人民群众生命财产安全,建国以来由于忽视水库工程管理而造成溃坝事件不在少数,必须引以为戒。我国存在众多的水库工程,管理起来难度较高。在网络快速发展的信息化时代,只有认真做好水库工程管理的信息化建设,才能促进水利工程的持续发展。
一、我国水库管理现状
我国大部分水库建立的时间比较久,相对应的设施已经老化,管理手段落后,不能满足当前水利工程的要求,当遇到自然灾害时无法及时有效的应对,缺少信息化技术支撑。水库的管理工作不到位,常因水库的维修工作不及时、设施操作不当、大暴雨突发应对不及时使水库发生险情等,水库的功能和安全性逐渐丧失,严重时将出现溃坝等现象。国家有关部门对水库存在“重建轻管”现象,水库在维护等方面的投资和关注不够,水库的管理经费缺乏,在此情况的影响下,也减少了水库管理的工作岗位。不少水库在遭到自然灾害的摧毁后没能得到及时的修护,从而降低了水库的整体效益。水库的管理违背了生态环境的可持续发展的原则。在我国个别地区的水库包括小型水库的管理体系中,一直沿用较落后的管理方法。水库的管理机制落后,没有达到建设信息化的水平,不能及时的进行改进和创新。这类管理方法没有科学、完善的水库管理体系,管理人员的考核也没有具体的标准,造成水库的管理工作走下坡路。甚至部分管理者无法及时认清自己的工作,遇到问题不及时汇报,导致问题累积,埋下安全隐患,致使水利工程不能快速发展。
二、水库管理信息化建设的重要性
水库是调节径流的重要水利工程。水库管理的重点是做好堤坝的安全管理工作,防止溃坝造成不堪设想的后果。信息化可持续发展是新时代水利建设的主要发展方向,也是整个国民经济和社会信息化建设的重要组成部分。利用信息化建设,可以及时对水库上下游进行监控,通过网络及时观察反映水库大坝及相关地区的实时气象及工程情况的信息,把这些信息整合起来,构建信息访问平台。通过实时水文预报等,能够更加直观、全面的对水库进行多种方案的模拟、分析,并提供解决和管理方案。随着现代信息技术的发展,实时数据信息采集系统和处理“数字化水库”的时代已经拉开帷幕。水库效益是需要通过水库调度来实现的,在水库调度中,必须坚持发展服从于安全的原则。水库的发展及调度要权衡多方面的因素,维护生态平衡等需要。为了能够充分的发挥水库的综合效益,在水库调度中,需要利用信息化建设进行某些技术工作。
三、水库管理存在的问题
众所周知,我国水资源相对比较缺乏。人均水资源量在世界上的排名相对靠后。要想促进经济发展创建和谐社会,水库管理是否能够发挥自身最大的效益十分重要。在水库管理上出现的问题和解决方案如下:
(一)管理体制存在缺陷
全国大中型水库管理机构在计划经济时代上的基本定义是为集体社会提供公益,加之进行生产经营。但是,随着经济体制的不断变换,水利上实施的体制已经跟不上时代的步伐,必将遭受淘汰的命运。为了水利工程能有更好的发展,必须进行信息化改革。在改革的过程中,要合理的划分水利行政主管部门和事业单位的主要职责,提高管理人员的工作意识,从根本上规范管理。
(二)忽视水污染问题
在水库管理上的主要问题就是防洪,严格管理以便造成溃坝等严重现象。特别是每到汛期,水库的管理人员都会小心翼翼的做好防汛工作,从而忽视水污染的严重性,随着工农业的发展,工业废水和生活污水的排放日益增加,造成了水体富营养化,直接对供水和生态安全构成了威胁,没能在抓防汛工作的同时对水库进行污染物的清理工作。为了彻底清楚污染物应由供水部门带头,成立专门的清污机构,定期对水库范围内的淤泥进行科学的清理,以彻底消除底泥对水库水质的污染,这项工程庞大,耗资较高,但与重新修建水库所花的费用来说有明显优势。
四、水库管理信息化建设
在水库工程的信息化建设过程当中,大中型水库起步较早,从电台报汛、有线电话报汛逐渐向自动化遥测系统等现代通讯手段过渡。水库工程管理信息化建设中发展最为迅速的属三峡水库,三峡水电站建立后蓄水形成的人工湖泊达到一千零八十四平方公里。除三峡水库以外,其它大型水库工程信息化建设也在抓紧进行。实现水文现代化是提高水利工作效率的重要途径。虽然目前我国也在进行全国防汛指挥决策系统的建设,但是水文自动测报系统中央只管理中央报汛站,尽管统一规划,但是投入渠道却不一样。目前,全国有中央报讯站,各省有气象方面的雨量测站,有山洪灾害防治系统的测站,有地方的水文报汛测站,所以,难以同步进行建设,必须大力加强水文监测、优化站网密度,进行统一规划。必须明确经费来源渠道,统一按照要求,对国家和地方进行共同建设管理。这样,才能确保水文现代化的快速实现。还要注重科研和人才的培训,高度重视新技术、新设备的研发,特别是洪水预报系统的研发,即如何将计算机技术、洪水预报模型与GIS地理信息系统相结合,包括信息自动采集设备等等。虽然我们也很重视科技发展,但研究范围还是不够广泛,科技含量低。开展研究的课题也相对较少,不利于水文建设的长期发展,为适应新形势的水利发展必须在这一方面尽快改变。为了推进水库管理信息化系统运行,必须对水库工作进行规范管理,确保信息化系统的稳定运行。水库工程管理信息化是现代化水库管理的必然发展趋势和发展方向,加强管理才能确保水利工程稳定可靠的运行。因此,制定相关的运行管理规程及操作规程,要求系统工作人员严格按规章制度、操作执行,是信息化系统得以正常运行的关键。水利信息化项目落成后,运行管理费用紧缺是当前水库管理信息化存在极为普遍的现象,严重影响了信息化系统的正常运行。因此明确维修管理费用的来源渠道是水库管理信息化系统运行的重要保障前提。信息化工作的关键是加强培训技术人才。在水利行业,特别是水库等较为基层的水利单位,现代化技术水平较低、应用管理水平不高的现象普遍存在,懂水利又懂信息化的技术人才相当馈乏,已经成为信息化建设的重要制约因素。因此,应采取更丰富的学习形式加强技术人员的培训,提高水库工程管理人员的综合素养,使水库工程信息化系统发挥出最大效益。
结束语
【关键词】水库工程;工程信息化;应用
水库工程的种类有很多,不同种类的水库工程,作用与所处的客观环境也是不一样的,所以管理的内容与方法也应该有自己的特色。对大坝进行安全管理是水库工程管理的工作重点,其次是对水库的调度运用等。在水库工程方面,目前已有几千座水库完成了除险加固的工作,但是这些投资主要是用来解决大中型水库的除险加固工程,对于量大、面广和危险隐患众多的中小型的水库则无法得到解决[1]。因此,对水库工程进行信息化的应用便显得尤为重要。
1.全国水库工程的基本数据
2013年,经国务院正式批准,水利部与国家统计局正式了《第一次全国水利普查公报》,根据公报数据显示,到2011年12月31日为止,我国水库共有98002座,总库容量约为9323亿立方米[2]。其中,97246座为已经建成的水库,总库容量约为8105亿平方米;756座为还在建设中的水库,总库容量约为1220亿立方米。根据早两年公布的数据显示,我国总共有86353座水库,总库容量约为747792立方米。其中529座为大型水库,总库容量约为581600立方米;3181座为中型水库,总库容量约为98280立方米;82634座小型水库,总库容量约为67824立方米[3]。从上述数据不难看出,虽然大型水库所占全国水库的比例不高,甚至可以说很低,但是总库容量却占据了四分之三以上。虽然在2011年的全国水利普查数据中没有具体的大型水库数量,但是完全可以按照经验分析得出其数据的变化系数不会很大。因为各大型水库的具体资料,国家防汛总指挥部掌握得较为详细,而且这两年建成的大型水库也是有限的,所以其总库容量的变化系数也不会很大。另根据报道显示,我国目前有四万多座小型的水库具有不同程度的病险问题。根据国家防汛总指挥部的要求,对于水库的病险问题,大型水库与重点中型的水库必须保障不垮坝,而普通的中型水库与小型的水库则要在预设计的标准内确保遭遇洪水冲击后不会垮坝。依据上述的数据与报道,不难看出,对全国的水库工程进行信息化的应用重要性已经越来越突出了。
2.我国水库工程信息化现状
(1)大型水库与重点中型的水库在调度模拟、闸门控制管理、水文预报、水雨情监测与大坝安全监测等方面大都已经实现了信息自动化,但是从使用情况来看,只有水雨情监测系统能和厅属水库中的少数视频实现和水利厅中心的连接。而水库大坝中的其他安全监测信息与调度模拟等信息要想只能在水库当地的范围内实现,进行远程信息成果的则是难以在水利厅进行的[4]。
(2)工情、水情与坝体的安全监测和闸门控制等系统已经在大多数水库中建成,且都是独立进行建设,运行时也是孤立的,这样每个系统之间就没有了有机的关联,整体的综合信息化系统体系也就无法建立与应用[5]。水库安全的预警系统基础是对水库安全的综合评价,在以洪水预报为主的水库安全预警中又没有建立良好的安全预警系统的情况下,自动画和信息化的建设成果的总体效益在发挥的过程中就会受到影响。
(3)“重水情,轻工情”是大多数中小型水库在建设自动化系统的过程中表现出来的弊端,只有在建设水库水雨情遥测系统时才有工情安全的监测系统,使得对水库枢纽的健康状态便无法实现动态的掌握。这样,中小型水库中便存在着大量的病险库隐患。
(4)有一部分小型的水库,对水雨情的观测设施严重缺乏,甚至有些小型水库连稳定水位的观测设施和降水的观测站都没有,再加上有些水库的现场没有任何的管理人员,这样对流域进行防汛调度工作时便存有非常大的隐患。
(5)很多系统在线运行的工作年数都已经超过了10年,严重超出了系统设计的寿命,使得主要设备出现严重老化的现象,再加上后续技术纸盒与备品备件都已经停止了生产,造成各系统都难以正常运行的局面,从而使其提供出来的技术支持能力越来越少,能发挥出来的效率也就愈来愈低。
3.水库工程信息化应用的途径
3.1 做好水库工程信息化的前期准备工作
首先,决策者要有绝对的决心。因为对水库工程进行信息化管理建设具有一定的风险性,所以决策者要有一定的决心,并把握好全局,对信息化发展的重要意义和其必然的趋势等有一个理性的认识。
其次要建立一个良好的管理体制与机制[6]。水库工程信息化的核心和精髓是科学的思维与先进的技术方法。所以建立的管理体制与机制,必须与现代化的水利工程管理思路相符,实现水利工程的信息系统化、科学化、标准化。
再者,要对人力资源进行充分的挖掘。当前激烈的市场竞争可以说是人才的竞争,因此各企业单位必须重视对具有创新意识,能够接受新知识、新事物、新技术而且具备较强实践能力的人才培养。因为实现水库工程信息化的关键是优秀的人才,而这些优秀的人才必须具备专业的知识、善于交流、且有良好的开拓性意识。最后,从实际出发,进行总体的规划,然后分步骤给予实施。从实际出发是所有工作的基本点与根本点,所以各水库工程的单位必须充分了解前期工作的基础以及各项信息化应用的现状,建立一个信息化的实现目标,并对其进行逐步的实施与完善。
3.2 避免信息化建设中的误区
首先对贪大求全的行为要坚决的杜绝,因为水库工程的建设与管理关系着千千万万条生灵的性命与人类的生存环境。因此,对水库工程中的行业特点、管理模式、地理位置以及人员素质等因素都要进行充分的考量,秉着实事求是的态度,准确的对需求进行定位。其次,对系统开发的个性在应用的时候应该给予足够的重视。因为水库工程信息化的各项应用系统的开发,不仅有水库工程系统的理论与方法的共性,而且还都带有自身一定的管理个性。所以在应用时应该给予足够的重视,对其开发的成功性给予衡量。最后,不能盲目的进行跟风,对已有的自动化系统如何发挥其最大的作用才是需要大量投入工作精力的[7]。
3.3 加强各系统的集成研究与应用
首先要对基础类的信息进行集成,对基础类信息中的各项自动化系统中日常运行过程都要进行集成,使其可以成为水库工程信息化的基础。其次要对应用类的信息进行集成,并将集成后的基础类信息作为应用类信息集成的基础。如果任务与目标不同,还要开发出专用的软件系统对数据进行二三次的处理,从而达到直接用于信息化的目的。最后,还要对管理类的信息进行集成,主要是对水文水资源、防汛调度指挥、工程管理和水质水环境四大类管理信息进行集成。
3.4 加强专业技术人员的培训
信息化工作的关键是人才,尤其是水库等基层水利单位,对专业技术人才的需求量是非常大的。因为现阶段很多水库工程普遍都存在着现代化技术水平不高,应用管理水平也较低的现象。通过多种形式对职工加强培训,可以从整体上提高水库工程工作人员的综合素质,从而有利于培养出水利与信息化都懂的技术型人才。
4.结语
综上所述,随着水利工程的不断发展,对水库工程实行信息化的应用将会成为其必然发展的趋势。现阶段,虽然很多水库工程已经投入了信息化的应用,但是诸多病患问题还是存在。这样,我们就必须从病患的根源出发,为水库工程的信息化应用开拓出更为方便、实用、科学的道路。
参考文献
[1]程邦谊.湖北省水库工程管理体制改革研究[D].2005届中国农业大学硕士学位论文.
[2]吴苏琴.基于计算机技术的水利工程管理信息化系统研究[D].2010届西安理工大学硕士学位论文
[3]范文.刍议水库工程管理信息化建设[J].电子技术与软件工程,2013(9):271.
[4]朱永琪,韩保国,刘春晓.所前泊水库工程管理信息化建设[J].水利建设与管理,2008(4):53-54.
[5]温会军.辽宁省水库工程综合信息化系统建设探讨[J].现代农业科技,2012(6):258-259.
关键词:水库管理 信息化 问题分析
中图分类号:TN9 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(a)-0009-01
我国有丰富的水力资源,水库数量数以万计,但多数水库属于中小型水库,且由于后期管理不善,出现病险状况的水库数量随着时间的推移呈现出递增的趋势。随着国民经济的快速发展,水库管理的理念已经总体上落后于实际需要。要提高水库的管理效率,就需要利用现代科技成果,将水库在实际运行中的气象、水文、调度信息等进行信息化处理,实现水库管理现代化,从而推动水利事业的健康发展。
水库管理信息化的实现途径就是将水库流域的水文气象资料、防洪调度实施信息、发电调度信息、工程实时运行信息、决策与执行信息等实现自动化采集,构建能够快速查询和分析的信息平台,利用传感器、卫星遥测、计算技术和软件管理系统来实现对水库调度的实时决策。从水库信息化管理的发展趋势来看,大致经历了从早期的水情测报、大坝安全监测和当前的水库调度自动化三个阶段。就当前水库的信息化管理所面临的实际情况来看,虽然从需求的角度已经对水情测报和实施调度系统等提出了较高的要求,但面临着水文监测站点仪器陈旧、技术水平落后等瓶颈的制约,要进行水库管理的信息化建设,必然要求对这些陈旧的信息采集设备进行更新换代,在资金上往往存在着一定的缺口。其次,在实测资料的分析方面还存在着技术方面的制约,不能够充分利用,关键是缺乏能够有效分析实测数据资料的管理系统,各类数据之间也往往存在着各自独立,不能够有效交换的缺点。此外,不同水库的信息管理系统之间由于标准的不统一,也存在沟通不畅的问题。这对于上级调度机构的统一调度和决策不利。
1 水库信息化管理主要技术
水库管理信息化需要依赖于一个整合了信息采集、信息存储和信息分析的综合管理平台系统。因此系统的构建就要分别针对这几个主要的问题来展开。从总体布局上讲,水库信息管理系统往往都会采用分布式的应用程序的层次结构,结合数据库技术和管理系统来开发。各主要的技术手段概述如下:(1)分布式体系。分布式体系一般会选用COM+或者CORBA,二者分别对应于微软操作系统平台和跨系统平台的能力,为便于整合不同类型的软硬件平台、数据库、网络环境等因素,通常都会采用中间件来实现不同类型技术之间的资源共享。(2)Web服务器。在水库信息管理系统中常用的是APache HTTP Server,具有源代码开放、支持跨平台的应用、以及具有良好的可移植性等优点。(3)数据处理技术。因水库管理软件开发目的的不同,所采用的技术类型也有所差别。常用的有数据库和信息处理软件有Oracle、SQL server、Silver light等。
2 水库信息管理系统的功能
2.1 水库管理系统的基本功能
水库信息化管理系统应当具备涵盖水库基本信息、水情预报信息以及主要水库调度模型和实时调度信息等模块。(1)水库基本信息模块。水库基本信息模块包括对水库所处的自然环境、工程参数、调度要求以及流域梯级等对本水库的约束条件等都应涵盖,这些内容可包含在水库基本信息模块中,可作静态查询。这一模块的实现手段可采用ASP技术配合3层结构(B/S)等。(2)水情、预报信息模块。水情预报信息模块需要处理水库与上下游河道的水位信息、出入流量过程、控制断面的水位流量信息等,并应实现和自动测报系统的有效连接,能够给出具备一定的预见期水库的天气情况和入库流量情况,为水库调度决策提供基础资料。(3)水库调度模块。这一模块中应包含和水情、预报信息模块的接口,以利用实时的预报数据,并能依据这些数据,选择合适的水库调度模型来模拟调度和分析,为水库决策服务。
2.2 管理系统的网络安全
由于水库管理系统涉及到网络的应用,因此网络安全问题就显得尤为重要,尤其是要避免水库重要运行数据的丢失和破坏。对于水库管理信息系统的安全问题,可采用系统入侵警告和病毒预警两种方式来应对。前者是通过对系统网络内的数据包授权扫描来监测非法入侵信息,可采用网络扫描、实时监控以及防火墙技术等来配合完成。病毒扫描则是通过对进出信息管理网络的数据包的扫描来监控进出网络的文件,通过IP地址定位、端口定位等技术手段来防范系统内的病毒活动。
其次,对于管理系统的数据安全,应以数据的完整性和可用性作为管理的基本目标。数据的存储和管理方式应尽量采用分布式管理,并采取严格的权限认证,对重要数据加密,避免非法入侵者从系统数据库盗取运行数据。实现这一目的的技术手段可通过内外网物理隔离、访问控制和分段隔离等。
3 应用实践
本文将结合上述分析,以某水库的信息化管理系统建设为例,探讨实现途径。本文的研究背景是依据上级要求,结合可视化技术,构建web GIS水库信息管理系统,在系统中采用GIS、网络技术和数据库技术等,将水库管理中的主要环节都融入到管理系统中。
3.1 系统总体结构
在信息系统的整体结构上分为三层:客户层、中间层和服务层。其中客户层以浏览器的方式来展示水库管理的基本信息和调度结果,不同级别的客户端具有各自的权限。中间层主要通过web服务器和应用服务器来实现服务层与客户端的网络连接。服务层的主要内容是一系列的数据库系统,如水库调度信息数据库、流域地理信息数据库、水情遥测数据库等。
3.2 权限管理
在系统设置中,按照不同权限,分别设计了不同的操纵版本。不同管理权限的客户端进入系统后所能接触到的内容是不一样的,从而最大限度的避免了越权操作给数据安全带来的隐患。
3.3 图文信息查询
在本水库信息管理中最重要的两个部分是水情遥测和水库调度模块。并可通过GIS技术将控制点的图形、属性、流量、水位信息等以多媒体的形式进行展示,具有图表联动功能。可在界面上拖动控制曲线而得到相应的调度结果以供领导决策。
3.4 报表功能
系统可根据在一定周期内的调度结果,自动生成相应的报表,如入库流量与库容之间的变化、水量使用率、总发电量与耗水量之间的关系汇总等。
4 结语
信息化管理已经成为水利现代化的重要标志,可借助于日益成熟的计算机网络技术来将各类水库管理数据以综合管理平台的形式来进行整合,可有效提高水库管理和决策的水平和效率,是未来水利现代化的发展发向。
参考文献
[1] 董大富,赵建达.web技术在水库信息化系统建设中的应用[J].大坝与安全,2008(1):25-26.
中图分类号:TV871.3文献标识码: A 文章编号: 一.前言
防汛,始终是我国政府面临的一向重大的任务,基层防汛尤为重要。特别是随着经济社会的快速发展,防汛的重要性更凸显出来。在新的时期,基层防汛工作应当紧跟社会信息化发展的步伐,实现防汛调度管理的信息化建设。信息是防洪决策的基础,是为上级决策机构会商决策提供充分的依据。防汛信息化建设具有重要意义,提出信息化建设的相关建议,可供相关单位参考。只有加速基层防汛管理的信息化建设,才能确保防汛调度管理的科学化,实现对洪水迅速而准确控制与处理。
二. 防汛调度管理的信息化现状
近年来,我国基层防汛信息化建设从刚起步到实现初具规模的跨越,取得了一定的成绩,主要表现在:
1.新技术应用广泛,覆盖面扩大。
近年来,我国基层防汛工程已初步建设起雨情系统、电子防洪预案系统、电子会商系统、短波通讯系统。遥感技术已广泛应用于灾害性天气预报和水旱灾害的监测业务;以GIS技术为支撑的水利空间数据建设、管理和业务应用开始起步;在长江、黄河等大江大河的水下地形及部分河道、蓄滞洪区以及大比例尺地形测量中GPS技术得到广泛应用;各级水行政主管部门间业务信息的网络传输已十分普遍;在与重点防汛现场进行远程会商和指挥过程中,视频会议系统得到初步应用;在水利业务各个领域各个环节有越来越多的数学模型、分析软件投入日常应用;以虚拟现实为代表的可视化技术正逐步应用于流域和水利对象的跟踪、模拟展示与管理。这些新技术的应用极大地丰富了水利业务的工作手段,提高了水利建设与管理的工作效率,展现了水利信息化工作的良好发展势头。
2.在水利信息采集方面实现了自动测报
在重点防洪地区和大中型水库建立了一定数量的自动测报系统,极大地提高了雨情信息获取效率,为及时了解雨情,预测汛情发展,快速反应,争取防汛主动创造了条件。随着基层水文基础设施实时监控等建设的不断加强,基层水利信息采集基础设施得到了改善,自动化水平有所提高。在基层公众电信网覆盖不足的地区,配备了大量的短波和超短波电台涉及大中型水库、重要小型水库和重要河段报汛站,在其他有线通讯中断的情况下,该系统能够保持通讯联络小中断。实现了大部分重要防汛水雨情监测信息在网上的实时交换,提高了防汛信息传输的时效性,救援措施一目了然。依托国家防汛抗旱指挥系统一期工程,基本建成全国水利信息骨干网,实现了水利部与七大流域机构及各省、自治区、直辖市水行政主管部门的宽带互联,为水利信息资源的开发和综合利用打下了一定的基础。其它专业性的水利数据库也正在规划或建设之中。
三. 基层防汛信息化建设存在的问题
基层防汛信息化的发展一般是以小范围或流域内的信息数据收集、处理及上报为目的而建成的防汛信息系统。近年来,我国防汛信息化建设,特别是基层防汛信息化建设,经历从刚起步到实现初具规模,取得了一定的成绩,主要表现在:
1.基层防讯指挥缺乏统一规划。
这直接造成了信息化建设体制上存在多头领导,权责不统一,一定程度上影响防汛信息化建设的进程。由于机构变化,加上一些人为的因素,没能尽早提出。我国防洪特点和要求,既满足近期防汛需要,又满足长远防汛要求、投资合理、技术可行的统一规划,致使各地在防汛信息化建设中出现一些重复建设和浪费现象。与此同时,由于资金的限制和缺少统一规划,全国各地信息网络的发展还不平衡 。
2,投入严重不足。
基层防汛信息化建设涉及面广,投资大,而长期以来在信息化建设方面的投入不足。防汛指挥信息化建设没有正规的、稳定的资金渠道; 信息化建设涉及面广,投资大,但长期以来在信息化建设方面的投入不足缺少运行维护经费,不能适应和满足现阶段防汛指挥的要求基础设施差。由于缺少运行维护经费,有些系统已不能正常的运行,不能适应和满足现阶段防汛指挥的要求。
3.专业技术人员缺乏。
专业队伍业务水平不高,难以适应现代防汛信息化建设发展的需要,制约防讯信息网发展。基层防汛信息化工作缺乏统一规划,自动化水平低,信息共享差,技术水平跟不上。系统建成后缺乏运行管理维护经费,致使许多已建的信息测报处理设施不能正常运行,不能适应和满足现阶段防汛指挥的要求。因此,要改变防讯指挥信息网建设的落后局面,提高专业队伍的素质已迫在眉睫。
四.基层防汛信息化建设的对策
随着信息化技术的发展,引起了现代水利的发展和变苹,因此信息化建设是实现基层防汛建设必由之路,加快了信息化步伐,提高了基层防汛决策水平。为此,对信息化建设提出以下几点建议:
1.加大投入,完善基层防汛信息化建设总体规划。
尽快建立套适应我国具体情况的防汛指挥决策支持系统―即信息化网络系统。应出台加强防汛信息化建设的政策,使防汛信息化有正规稳定的资金来源,推动工作的开展。结合实际情况,深层次的分析研究,综合考虑,长远规划,科学地编制好信息化规划,杜绝低水平开发和重复建设。实现经验防汛与数字防汛的有机结合,同时,防汛信息化建设要有统一指挥的建设机制,统一的规划,使个局建设目标更加明确。
2.上级部门应当加强重视防汛信息化建设。
由国家牵头,组成地方研究力量,采取平时分散、战时集中的结合方式,并制定统一计划、落实资金,加强薄弱地区、薄弱环节的信息化建设。加强领导、强化管理、落实责任、检查督促,以对人民、对社会、对事业高度负责的态度对待防汛信息化建设和管理。统一规划、强化管理、落实责任、检查督促。要求各级领导提高认识,从以往众多历史教训中得到启示,以对人民、对社会、对党的事业高度负责的态度对待防汛指挥系统中的信息化建设。狠抓规划、建设和管理。
3.提高现有专业人员的技术水平
由于信息技术是现在发展最快的领域之一,所以只有经常、系统的对他们进行技术培训,才能跟紧科技发展的脚步,将最有效用到防汛指挥系统。防讯指挥信息本身是项综合性很强的系统工程。通过岗位培训、继续教育等方式,定期对管理人员进行比较系统的技术培训,以适应信息技术发展的要求。由大量补充专业基础好、业务水平、最实用的技术,任用水平高的人才,充实防汛信息化队伍,这样才能管理好防汛信息化网络系统。.只要各级领导重视,加大培训投人,建立相应的建设及管理体制,基层防汛信息化建设一定会有大的发展。
五.结束语
从基层防汛的实践来看,信息化建设对基层防汛指挥具有十分重要的作用。做好基层防汛工作,有利于保障经济社会又好又快发展,而关键就是要做好基层防汛调度的信息化建设。以此来实现水资源优化配置和可持续利用的实时调整,从而对洪水迅速而准确的预测、控制、处理与利用。这对促进国民经济协调发展也将具有重要现实意义和长远的历史意义。
参考文献:
[1]姜莉,侯正良. 基层防汛信息化建设的现状及对策[J]. 山东水利,2002,(07):11.
[2]李晓东. 防汛信息化建设对策探讨[J]. 山西水利,2006,(04):107-108.
(一)坚持安全第一。保安全是水利工作的重中之重。在加强工程措施的同时,重视非工程措施,着力推动三防系统和工程管理信息化建设,为科学防洪奠定基础。不断完善以行政首长负责制为核心的防汛责任制和各类防汛应急预案,坚持防汛与抗旱“两手抓”,确保水利工程和人民生命财产安全。(二)借扩大内需东风,推动水利基础设施建设。把加快水利基础设施建设作为当前水利工作的重中之重,成立领导机构,按先急后缓、先易后*难的原则安排项目实施时间;继续加大前期工作力度,加快新增中央补助水利项目和病险水库、人大议案项目建设进度;加强部门协调,上下联动,提高效率,专人跟踪,限期完成。落实“六项措施”:
一是统一思想,加强领导。认真贯彻落实陈雷部长在广东调研期间讲话的精神,把思想统一到中央中央的决策部署上来,认清形势,加强领导,全力以赴,真抓实干,推进新增水利投资项目尽快启动、顺利实施,推动水利事业又好又快发展。二是突出重点,选好项目。迅速盘点准备上马的项目,按先急后缓、先易后难的原则安排,对符合政策、前期工作已基本完成、地方有强烈需求并已达成共识的项目,作为重点,优先上马。
三是落实经费,加快实施。必须高度重视,落实前期工作经费,制定奖惩措施,加快实施。加强水利规费的征收和管理,实行部门预算、年度计划管理,确保专款专用。
四是建立机制,落实责任。中央新增投资项目必须于2009年3月完成,要建立倒计时制度,落实责任,有序实施,做到“一个项目、一个领导、一套班子、一抓到底”。
五是加强协调,提高效率。在各级党委、政府的领导下,水利部门与发展改革、财政、国土资源、环境保护、新闻宣传等部门互相协*调,上下联动,提高效率,形成合力。六是规范管理,提高质量。实施扩大内需项目时间紧、任务重,不但要保证项目进度,而且要保证工作质量。要选择具有相应资质的设计、监理单位,保证项目质量。
(三)抓信息化建设。完善全市三防系统建设,加快建立全市小型水库动态监管系统,配合省做好全市大中型水库水情遥测遥报系统建设工作,为科学防洪奠定基础,以信息化带动水利现代化。
(四)抓资源管理和水政监察。着力推进资源水利,加强水资源的管理和保护,严格规范建设项目水资源论证制度。探索水资源开发和利用的新途径,开展江门市区建立应急备用水源的可行性研究。以水资源的可持续利用支持、引领经济社*会的可持续发展,以水资源科学合理运用推动我市招商引资工作。加强砂场规划管理,避免砂场泛滥,减少违规行为。
关键词:水质安全、压力波动、渠道应急
中图分类号:U641.3+22文献标识码:A
安全输水是水利工程管理工作的中心,科学合理的调度方法是确保安全输水的手段。应制定不同季节不同时期的输水调度方案以及经济运行输水调度方案,科学调度水源,确保特殊时期和冬季冰期输水调度安全。同时,还要解决输水与行洪之间的矛盾、城市正常输水与发电之间的矛盾,制定相应业务的管理办法和制度,使各项工作制度化、规范化、程序化。
一、引水安全措施控制
水质的安全直接关系城市供水安全。在日常管理中,注重加强沿线各水质化验室建设,加强人员培训,做到人人持证上岗,并多次组织知识培训及技术比武,提高引水水质化验人员业务水平。须深入水库调研,广泛查阅资料,总结出春季用水高峰与水草生长过旺影响正常输水的解决方法,编制水草和蓝藻打捞方案,组织开展蓝藻暴发应急演练与培训,加强两座水库巡视监测,适时打捞水草,保障引滦水质安全;同时,组织协调引滦各处水政监察支队深入开展执法巡查,对暗渠占压、水库旅游,对尾矿砂排放和隧洞采矿等违法行为进行严厉打击,改善引滦输水环境。
如何提升引水安全输水能力,提高管理水平,确保经济安全高效输水。在引水各关键输水断面及各用水户安装高精度流量计,实现输水计量的统一管理;实行水量分段计量,合理调配输水水位,减少输水损失,降低输水能耗,提高经济效益。加强引水信息化建设,建立水文水质自动监测和泵站水闸远程监控系统,实现引滦输水全线工水情数据自动采集。在引滦沿线设立视频监视点,实现输水过程可视化,保证引滦输水调度的安全高效。
二、输水信息化管理随着信息化科技的发展,供水企业的信息化工作进一步深化的需求不断涌现,但是,如何兼顾已经建设的大大小小的系统,如何利用好先进的技术,如何通过信息化工作进一步提升管理,提升服务水平,成为摆在企业面前的一系列需要解决的问题。信息化建设不该盲目,需要结合企业自身发展战略,通过合理的信息化规划,使得公司的信息化建设工作得到合理的布局,使得投资得到合理的保护并产生更大的效益,使得公司的流程进一步优化,并使得公司的管理和服务水平能够通过信息化实践过程获得同步地提升。目前已有部分供水企业已经意识到了信息化规划对于企业信息化建设的重要性,并开始借助专业咨询公司的力量帮助企业的信息化建设进行规划,如珠海供水总公司信息中心已经通过公开招标,聘请赛迪顾问股份有限公司承担信息化建设规划项目。为保障数据来源的唯一性,为业务协同工作提供基础,各类供水信息系统须打破原有的信息壁垒,并利用有效的集成手段,构建基于集团或公司层面的统一信息集成应用平台。该平台能解决企业信息化过程中的“信息孤岛”和“信息割据”,为供水企业信息化的各个系统之间提供透明数据访问平台,实现数据的跨系统,跨平台,跨网络的共享,实现企业各个信息系统的互连互通,同时将企业信息化过程中各个系统的有用信息集中起来,通过数据挖掘,企业可以充分享用自己的信息化成果,综合利用这些数据,为企业领导的理性决策提供重要依据,也可以在此基础上进行更高级的整合开发。
三、应急管理措施
应急措施一般包含在各类应急预案中。作为调水工程运行过程中,出现应急情况时,一般需要对运行状况进行紧急调整,即应急控制,同时采取措施进行抢险、紧急检修等。在这里主要描述应急控制的相关内容。应急控制为当发生重大自然灾害、渠道溃堤、水污染、电力及设备等事故,使输水中断或需要临时采取措施控制渠道输水运行的应急调度。
在接到应急指挥领导小组关于自然灾害或事故发生的报告后,应立即调查清楚事故发生的地点、规模、事故类型,分析事故对输水的影响,根据现场情况和灾害类型迅速制定出渠道应急调度方案。系统发生事故时,各运行管理单位调度值班员应在指挥中心调度值班长的统一指挥下进行应急调度,并对应急调度的正确性和迅速性负责。超出处理范围的事故,应随时向有关领导汇报情况。
发生重大自然灾害、渠道溃堤等事故时,应及时了解抢险进展,及时采取相应的调度措施。处理系统运行事故时应做到:迅速限制事故发展,消除事故根源,解除对人身或设备和系统安全的威胁;当同时发生多起事故时,根据轻重缓急的不同,先处理危害较大的事故;及时向相关单位通报。
系统发生事故时,事故有关的运行管理单位运行值班员应迅速、简明扼要的将事故情况报告指挥中心,并按调度指令进行处理。对无须等待调度指令可由运行管理单位自行处理的,应一面自行处理,一面将事故情况报告指挥中心,事故处理后,再作详细汇报。 为了防止事故扩大和减少事故损失,下列情况可不待调度指令,事故单位立即自行处理,但事后应尽快报告调度:对人身或设备设施安全有威胁的;在闸门启闭过程中停电,用备用发电机恢复用电启闭闸门;现场规程规定的可先处理后报告的其它情况。
发生影响全线输水的险情后,应立即通过总干进水闸和沿线各控制闸、退水闸、渠道本身的调节能力进行合理调节、配合联动,妥善处理,避免险情的进一步扩大,减小损失。在渠道应急控制过程中,事故点下游应注意控制水位降落速度,避免渠道边坡滑坡或衬砌板破坏;事故点上游渠道应注意水位上涨的速度,防治漫堤、淹没泵站等事故。
参考文献:
[1] 于景洋;长距离输水管线安全运行的水力过渡过程研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
关键词:青峰岭水库;监测系统;现状;发展
中图分类号:TV697 文献标识码:A 文章编号:
一、青峰岭水库信息化系统的管理现状
青峰岭水库于1960年7月建成并蓄水,是一座以防洪为主,结合供水·灌溉·发电的大(II)型水库,枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、放水洞、水电站五部分组成,工程等级为II等,防洪标准按100年一遇洪水设计,5000年一遇洪水校核。流域面积770km2,总库容4.101亿m3,兴利库容2.6873亿m3,水库坝址以上流域内建有大型水库一座,小型水库51座,管理处下设办公室、工程科、财务科、物业科、渔业队、水电站和保卫科。灌区管理所8个科室,并先后建成该水库洪水调度系统、大坝测压管自动化观测系统、安全管理视频监控系统、电站自动操控系统、溢洪闸远程启闭监测系统、灌区节水自动化测水量水与水费查询系统等。下文就着重分析、探讨每一系统的管理现状。
1、洪水调度系统
该工程于1999年5月开工,2000年10月1日竣工。工程包括土建,雨水情遥测系统,洪水预报及调度系统3部分。雨水情遥测系统在水库流域内设5处雨量站:青峰岭测站·沙沟测站·陈家庄测站·东莞测站·2处水位遥测站:青峰岭水库测站·沙沟水库测站·水库雨水情自动化测报系统雨水情观测现在实现了自动化,在办公室设有雨水情遥测前置机,该系统于2008年7月16日安装完毕并投入试运行,通过验收测试并正式投入运行。该系统经过改进,现在能够自动接收流域内各测站的雨量和水位,水位传感器全部为压力式传感器,分10米和40米量程。洪水调度系统2000年11月16日投入运行,共由4个遥测站,1个中心站组成,且中心站兼具中继功能,能将数据转发至青峰岭分中心,并由青峰岭分中心继续向上转发。该系统利用现代化通信技术和电子技术对流域的雨水情信息进行自动采集和传输。采用自报式,遥测站雨量每变化1毫米,水位变化1厘米,立即向中心发送数据,遥测站各站降雨量及水位变化情况。测站无降雨及水位变化,机器定时发送数据,使中心站及时掌握测站的实际工作情况。该系统如人工观测数据相比,最大绝对误差为1毫米,达部颁要求。对洪水做出科学的预报和优化调度。
2、大坝测压管自动化监测系统
大坝测压管自动化监测系统其功能大坝测压管水位的在线实时观测和自动化分析是包括监测中心和监测站建设两部分组成。监测中心主要由计算机及系统软件组成。监测站由42个一体化水位遥测监测站组成,设备主要有水位遥测仪·保护装置·避雷装置等。大坝测压管渗流观测包括大坝渍润线观测和坝基渗水压力观测为主的测压管水位观测。测压管设置在主坝体上,主坝共计32根测压管,其中,坝体孔15个,坝基孔17个,。目前,测压管水位观测为自动化观测。通过安全检测观测·资料整理分析反映,坝体渍润线变化正常,渗流稳定,承压水头已降低至坝后正常尾水位高程。
3、沉陷位移观测
2006年4月,青峰岭水库除险加固工程实施过程中,重新设置大坝沉陷位移观测表点17个,是大坝沉陷位移在线实时观测和自动化分析。
4、溢洪闸自动化监控系统
溢洪闸自动化监控系统由自动化控制系统和视频监控系统组成。自动化控制系统的监控软件具有丰富的数据查询功能,可对历史数据·操作等进行管理,动态显示闸前水位·底流·绕流,从PLC显示屏观看各电压·电流值·各闸门当前左右开度,并可对闸门进行开启·关闭或停止操作,并且实时反映当前状态。视频监控系统可监视溢洪闸周围及其本身运行状况。主要设备有:监控主机1台,硬盘录像机1台·现地监控单元2套·UPS1套,智能数显示仪表11套,开度测量仪10套,监控系统彩色摄像机22套,一体化智能球机1套。系统经运行调试,自动化控制及监控系统运行良好。
5、防汛视频监控系统
该远程视频监控系统在水库管理处驻地安装36台摄像球机,重点监视闸门及溢洪道的水流情况,大坝及库区水面情况·水文局水位尺及放水洞周围设施情况,水库大坝坝后情况·水库管理处办公楼附近及防汛仓库周边情况。总控室内设置4个视频光端机与各监控点通信。其功能是对水库工程运行和社会治安情况作连续不间断的监测。
6、在水库管理处停车场东侧,莒天路西新建水库政务及公众信息大屏幕,投资40多万,是政务和信息的对外公开,与上级水利信息网络的链接和资源共享。
7、大坝渗流遥测系统
测压管安装土建工程于2004年开工建设并当年完工。工程分别在0+190·0+340·0+450·0+710·0+810米处断面安设坝体管15根,坝基管17根,系统经调试运行效果良好,功能稳定,应用方便,数据采集真实,设备运行良好。
8、灌区节水灌溉系统
该工程2010年5月开工,2011年1月完工。系统由中心站及渠道水位遥测站两部分组成, 渠道水位遥测站为本项目重点,采用HSST—SY智能一体化水位遥测仪,并配备野外传用保护装置。(1)中心站设在青峰岭水库驻地,是在全时段内所测实时渠道水位信息数据的接受·储存和遥测的中心。主要实现功能包括:对数据进行接受·判错·显示·储存·人机对话功能,可以通过值班计算机进行系统数据管理,实时显示·数据查询·生成分析统计报表·图表·系统日志·自动纠错·水位·报警信息及电池电量显示等功能。(2)渠道水位遥测站:野外渠道需要测量数据的地方,主要有一体化智能水位遥测仪和保护设备两部分组成,主要负责采集现场的渠道水位遥测数据,并按设定的方式向中心站发送遥测数据。渠道水位遥测站具备自报和召测功能,并能在无人值守的情况下自动长期工作,本系统采用GPRS传输方式为主信道,同时提供GSM短信传输为辅助信道,构成通信网络作为遥测中心和遥测站之间的数据传输信道。使用该系统后,进水闸和节水闸控制及时有效,减少了水的浪费,节省了大量人力物力;渠系建筑及主要渠段实现了全天候监控降低了巡查工作强度,有效打击了人为破坏行为;实现了土壤墒情自动测报,节约用水及提高了作物产量。灌区自动化测水量水监控系统,对灌区的用水情况进行在线实时监测和分析
9、管理处视频安全监控系统
2007年夏季, 管理处领导为加强安全监控,预防安全事故发生,先后投资近20万元在防汛仓库·较大交通路口·工程设施重要部位等16处安装了红外线摄像机及部分防火防盗设备,在指挥中心·保卫科设有视频安全监控系统,将水库管理范围展现在视频显示屏上。
现在,所有科室均用微机上呈下达,记录处理各种事物:如工程科用微机管理水库工程,各项数据准确无误,能够及时发现各种隐患,并及时进行处理;保卫科用微机监控水库及管理处周围环境将安全隐患降到最低;财务科用微机处理财务数据,工作效率显著提高;充分显示了水库管理工作纳入了现代化轨道,逐步达到了“信息采集自动化·传输网络化·管理数字化·决策科学化”的目标。
10、电站自动监控系统
青峰岭水电站位于大坝下游,为坝后式水电站,一号厂房3台,总装机容量3*1250kw,2号厂房2台,装机容量分别为250kw和100kw,多年平均发电量470万kwh,整个监控操作系统采用湖南紫光测控有限公司的微机监控保护装置和综合自动化系统,该系统为一体化软件平台,整个系统配置灵活,可靠性高,人机操作界面好。为促进节能减排,提高水能有效利用率,增加发电效益,确保安全,1—3号机组进行发电机定·转子技术改造,采用新型绝缘材料,提高绝缘等级;4号5号进行水轮机更新等,装机容量由4100kw提高到5150kw,励磁系统全部更换为无励磁系统,调速器更换为高油压调速器,蝶阀技术改造,并将自动化系统进行全面升级改造。
二、青峰岭水库信息化管理中存在的问题及发展对策
1、存在的问题
水库的各项自动化都是各自独立的,没有经过优化组合;大坝监测和防汛系统建设方面的系统化、结构化和功能化需要补充、整合与提高。
2、完善与发展的策略
首先,建设水库流域地理信息查询系统,估算投资82万元,重点是对水库上下游流域内的地面信息采集,并建立洪水风险示意图,从而掌握上下游的淹没情况,为水库调度做出决策帮助;其次,完善天气信息实时处理系统,估算需投资85.5万元,对水库上下游流域内的短期气象信息和云图信息,间接判断出降水的强度,增长洪水预报的有效预见期,为掌握防汛主动权,提高决策的科学性;工程信息系统包括水库政务及公众信息网,大坝测压管自动化监测系统,沉陷位移自动化监测系统,灌区自动化测水量水监控系统;防汛管理系统包括天气信息实时处理系统,水库雨水情自动化测报系统,溢洪闸自动化监控系统,流域地理信息查询系统,防汛视频监控系统。
结语:
青峰岭水库在推进信息化建设与管理时,必须立足于经营现状,加大科技投入、确保技术先行,完善管理制度,努力提升业务技能,还需采取各种行之有效的安全管理措施,以创造更加可观的经济效益和社会效益。
参考文献:
1水利保障体系建设与管理
“十一五”期间,本着全县上下一盘棋,集中力量办大事的指导思想,加大财政支农资金整合力度,每年整合水利配套资金13000余万用于设施农业,为当地的设施农业生产奠定了坚实的基础。
1.1水利设施现状
1.1.1水源条件县域内主要河流有北川河、宝库河、黑林河、东峡河等[3]。其中宝库河多年平均流量11.54m3•s-1,多年平均径流量3.65亿m3;黑林河多年平均流量2.36m3•s-1,多年平均径流量0.785亿m3;宝库河与黑林河汇合后称为北川河多年平均流量20.1m3•s-1,多年平均径流量6.36亿m3。东峡河多年平均流量3.96m3•s-1,多年平均径流量1.25亿m3。地下水资源丰富,承担着西宁市城市用水60%的供给任务,地下水含量非常丰富。共建成水源工程8处,蓄水工程总库容1.9亿m3。其中大(二)型水库黑泉水库,总库容1.82亿m3。小(一)型水库3座,分别为:景阳水库、中岭水库和大哈门水库,总库容424万m3。小(二)型水库4座,分别为:苏家堡水库、兰冲水库、南沟湾水库和莫河水库,总库容102.3万m3。目前除大哈门水库外小(一)型病险水库除险加固工作已全部完成,“十二五”期间计划对苏家堡水库、兰冲水库和南沟湾水库进行除险加固改造。目前,涝池有6座,总库容12.4万m3,有效库容6.2万m3。
1.1.2水利工程现状大通县委、县政府高度重视水利工作,不断加强水利基础设施建设[4],特别是“九五”以来,建成各类水利水保工程600余项,建成国营灌区5个(万亩以上灌区4个),民营渠道91条;电灌站10座;农用机井23眼;建成引水干渠长348.75km,已衬砌改造123.4km,占干渠总长度的35.4%,尚有225.35km干渠还未衬砌,其中包括国营灌区干渠12.27km,民营渠道干渠213.08km。配套支、斗渠1009.62km,已衬砌458.86km,占支、斗渠总长度的45.45%,还有550.76km支、斗渠尚未衬砌。水利工程有效灌溉面积1.258万hm2。县农灌工程总供水量5116.41万m3,其中蓄水工程供水量489.71万m3,引水工程供水量4590.5万m3,机电井供水31.2万m3,机电站供水5万m3。
1.2节水灌溉工程实施情况
截止2010年底,依托设施农业建设县内各灌区续建配套与节水改造、农业综合开发土地治理、小型农田水利设施建设项目和其它水利项目完成28项。其中灌区续建配套与节水改造(景阳水库、北川渠灌区续建配套与节水改造工程)及农业综合开发土地治理项目改善农田灌溉面积0.589万hm2;中央财政小型农田水利设施建设项目改善农田灌溉面积0.164万hm2,共计改善农田灌溉面积0.753万hm2,农业灌溉水的利用系数从0.4提高到0.5。在工程实施中工程设计为高效节水的管道灌溉和渠道相结合的灌溉方式,灌溉管道主要以滴灌为主[5],管道采用的是以色列耐特菲姆公司研制生产的台风25型滴灌管线。
1.3人员情况
县水利系统现有人员376人,其中干部206人,工人170人。人才总量内具有中专以上学历和专业技术人员166人,占职工队伍的44.1%。年龄结构:专业人才中35岁以下的39人,36~40岁的53人,40~45岁的41人,46~50岁的18人,50岁以上的12人。专业技术人员中现有高级职称的4人,占专业技术人员的2%,中级职称的41人,占24.7%,为大通县的水利建设和管理提供了人力资源。
1.4信息化建设及工程管理办法
近年通过多方面筹措资金,购置了一批电脑和相关设备,改善了自动化办公条件,主要进行了硬件配置、网络建设和系统软件应用等工作,基本满足了自动化办公的要求。同时布设了互联网室内线路,使局机关办公楼内各下属单位都进入了宽带网。在制度建设上,大通县水务局依照国家有关法律如《中华人民共和国水法》《中华人民共和国水土保持法》《中华人民共和国防洪法》、青海省实施《中华人民共和国水法》等为依据建立健全当地的《大通回族土族自治县水利工程管理办法》等,各灌区、各水利工程管护协会还相应地制定了各自切实可行的办法,为水资源的开发利用、水利工程的安全运行等提供了可靠的保障。
计算机信息技术在现代水利发展中的作用
一、我国水利信息化的发展现状
随着计算机技术、网络通信技术以及信息技术的快速发展,信息化以及信息技术所推动的技术革命,其必要性和重要性已经被世人所认同。进入二十一世纪后,我国的计算机信息技术在各个行业的管理以及工业自动化方面全方位展开,特别是在提高效率,促进传统产业技术更新和行业技术进步,促进国民经济方面起到更为积极的作用。水利信息化就是要充分利用现代信息技术,深入开发和广泛利用信息资源,促进信息交流和资源共享,实现各类水利信息及其处理的数字化、网络化、集成化、智能化,全面提升水利为国民经济和社会发展服务的能力和水平。水利作为农业的命脉,是国民经济建设的基础。水利现代化对我国的经济建设及社会的和谐发展起着至关重要的作用,而水利信息化是实现水利现代化的必由之路。经过十几年的努力,水利信息化已取得长足的发展。主要表现在实现了各种水利基础信息的遥感、遥测以及信息的快速传输和处理。全国水利系统初步实现了从水情雨情信息的采集、传输、接收、处理、监视到联机洪水预报;在全国范围内开始建设“国家水文数据库”并取得了部分成果;水利部门办公自动化的建设也已经基本到位,开始实行远程文件传输、公文和档案联机管理;建成了连接全国流域机构和各省、自治区、直辖市的实时水情信息传输计算机广域网。覆盖全国的“国家防汛指挥系统工程”也已投入了建设。
二、计算机信息技术在我国水利建设中的应用
2001年水利部党组确立了"以水利信息化带动水利现代化"的发展思路。2001年水利部党组确立了“以水利信息化带动水利现代化”的发展思路,同年召开的全国水利信息化工作座谈会将水利信息化建设定名为“金水工程”,它是水利信息化建设标志性的一年。2002年《国家信息化领导小组关于我国电子政务建设指导意见》将"金水工程"列为国家"十五"期间要加快建设的十二个重点业务系统之一启动建设。2003年10月水利部召开了首次全国水利信息化工作会议,明确了当前和今后一段时期水利信息化工作的目标和任务;《全国水利信息化规划》正式出台,标志着全国水利信息化的全面展开。2004年全国水利厅局长会议将"全面加强水利系统电子政务建设"作为2010年水利发展的十大目标之一。2011年中央1号文件明确指出:“推进水利信息化建设,全面实施‘金水工程’。加快建设国家防汛抗旱指挥系统和水资源管理信息系统,提高水资源调控、水利管理和工程运行的信息化水平,以水利信息化带动水利现代化”。中央水利工作会议从战略高度对水利信息化提出新的要求。水利信息化步入更好更快发展新轨道。同年国家防汛抗旱指挥系统一期工程历经十余年,圆满完成了建设任务,顺利通过竣工验收;“国家防汛抗旱指挥系统工程技术研究与应用”荣获2011年度大禹水利科学技术奖特等奖。12月,国家发改委批复了二期工程的可研报告,计划投资12亿元,二期工程初步设计编制工作积极开展。以水利普查数据处理为重点的多项专用软件开发、部署和培训工作按计划圆满完成,以县为基本普查单元编辑制作的普查用标准分幅纸质工作底图达48149幅、1:50000普查用电子工作底图达24182 幅,全国纸质和电子工作底图领取和发放完成。为下一步全面开展全国水利普查数据正式报送工作提供了有力技术支撑。国家水资源管理系统建设前期工作进展顺利,项目总体设计方案编制完成;全国水土保持监测网络和管理系统二期、农村水利管理信息系统、水利电子政务系统等重点工程建成并发挥重要作用;黄河水量调度管理系统(二期)开工建设。水利部出台《水利网络与信息安全体系建设基本技术要求》,水利部机关政务外网等级保护方案通过审查,整改实施工作全面展开;水利部机关政务内网通过国家保密局审批,获得涉及国家秘密的信息系统使用许可证,各流域机构政务内网分级保护整改工作已基本完成。水利异地会商视频会议系统更趋完善,作用效益非常显著。系统覆盖面大幅扩充,涵盖7个流域机构、32个省级单位、151个流域省区市直属单位、327个地市级水利部门、1423个区县级水利部门。2011年召开全国性异地视频会议37次,约14.4万人次参加。福建省建成全省综合应急视频会商指挥系统,实现预警信息到乡、视频会商到乡、指挥部署到乡和视听到村的目标。水利部制订《水利信息化资源共享目录(第一批)》;中国东中部地区1:5万水利基础电子地图建设工作完成;环境减灾高分辨率卫星数据实现向水利部的业务化传输;长江流域水库信息复核工作进展顺利,完成了长江流域及西南诸河42413座水库基本信息填报和复核;珠江水利委员全力完善11类水利工程数据库;浙江省基于1/1万地形图的小流域划分项目圆满完成。 2012年5月3日,水利部印发了《全国水利信息化发展“十二五”规划》(水规计[2012]190号)。规划是“十二五”期间全国水利信息化发展的阶段性、纲领性文件和行动指南。对于全国水利信息化事业的长远发展,促进和带动水利现代化,提升水利行业社会管理和公共服务能力,保障水利可持续发展、促进民生改善具有重大意义。
1、计算机信息技术在水利应用中存在的问题和对策
然而,相比构成国家信息化建设的其他行业的快速发展,水利信息化建设虽然起步不晚,但发展缓慢,相对落后,并存在不少亟待解决的问题。
一是水利信息化投入严重不足。信息基础设施十分薄弱,信息采集和传输手段普遍落后,运行维护经费无固定渠道,现在的主要做法是水利信息化建设和系统维护费用列入各重点水利建设项目,采取工程带动的办法筹集水利信息化建设和维护资金。但目前网络建设应用逐步增多,应用系统已涉及水利建设和管理的各方面,安全运行和日常维护工作量非常大,有些系统建设时间早,部份硬件设施急需更新,大量的软件引进开发工作急待加强,已建成的系统存在运行维护费用问题等,租用公用线路和正常软件升级服务等都需要费用。仅仅依靠临时解决的费用无法满足信息化发展的需要,因此需要加大投入,争取各级政府支持,多渠道筹集资金。二是水利系统信息化人才匮乏,网络建设较缓慢。水利行业涉及面宽,专业众多,应用复杂,目前普遍做法是将系统的建设与管理采用外包服务,缺乏计算机专业人员、软件开发人员、管理人员,使得应用系统的需求和使用与实际脱离,有针对性的专业培训还不够,已严重影响水利信息化建设的开展。加上信息采集和传输手段普遍落后,信息的全面、准确、实时性不足,致使在水利信息源的开发利用方面,与其他部门差距较大。因此要加大人才的培养,特别是计算机信息化技术和水利专业技术复合型人才的培养。三是全国性的水利公用信息平台还未建成。四是水利信息化建设中低水平重复开发和重复建设问题仍很突出,条块分割现象依然存在。
可见水利信息化建设作为水利行业的非工程性建设,其在防洪减灾方面的作用是不可低估的,将有效减少干旱洪涝灾害所带来的损失。在我国工业现代化和城镇一体化的建设中、广大人民群众共建共享和谐社会日益深入的形势下,解决我国干旱缺水、洪涝灾害、水土流失和水污染等四大水问题,保障防洪安全、供水安全、粮食安全和生态安全,必须积极践行可持续发展治水思路,广泛应用现代信息技术,充分开发水利信息资源,工程与非工程措施并重是实现水利现代化的必然选择。
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关键词:灌区;信息化;应对策略;运行管理
灌区信息化是提高灌区的管理服务水平和质量、降低成本的重要手段,是实现“总量控制”和“定额管理”2套指标体系的重要措施,是灌区建设和发展的必然方向。通过现代计算机、网络通信、电子信息、智能控制等技术构建水资源信息感知、智能控制、动态调度,实现灌区管理的信息化、智能化、网络化。全国大型灌区续建配套与节水改造规划的大型灌区共434处,分布在全国31个省(区、市),涉及1104县(市、区),截至2014年底,共153处灌区不同程度开展了信息化建设[1]。通过灌区信息化建设,工程运行安全保障得到了提高,应对突发事件的处理能力得到了增加,水资源的利用效率和灌区综合管理水平得到了提升。对灌区信息化建设的发展,多位学者也提出了各自观点,其中具有代表性的有:陈金水[2]对灌区信息化建设的总体思路方面提出了灌区现代化的顶层设计思路要结合灌区的实际情况,遵循客观规律,循序渐进,要结合灌区的实际应用情况,做到实用、有效和可靠。信息化的规划质量受灌区自然环境、工程条件、人文因素等制约,郝敬伟[3]指出针对信息化建设的目标和内容、分析建设规划应坚持开放性、先进性、可靠实用性等基本原则,并针对系统运行的人员素质、运行管理、制度建设等关键因素提出合理建议。灌区通信方式也随着通讯技术的发展不断在变迁,从较少占用资源的GPRS方式[4]、到可以实现遥测和遥调的GSM方式[5]、适用于人烟稀少且无公网覆盖地区的5.8GB/s宽带微波方式[6],以及VPN虚拟网技术,或者上述方式的各种组合等。灌区信息管理系统从单纯提供信息到提供共享和决策支持服务转变。肖建华[7]对灌区信息化系统集成方案进行了优化,针对普遍存在的信息化“孤岛”问题进行了整合,实现对各种页面的浏览。柏屏[8]、谢芳[9]、李翊[10]、马乐平[11]等以地理信息系统(GIS)为平台,数据库为基础,建立了不同类型灌区信息化管理系统,实现了水利信息的采集、展示、模拟、管理和分析评价及数据的上报和共享。从目前的灌区信息化发展现状看,灌区水管单位对灌区信息化建设的积极性较高,而工程前期规划及后续管理意识不强。灌区信息化是一个集信息采集、数据管理、决策支持、网络于一体的系统工程,其发展不仅仅需要关注建设期,更应该开展全过程管理,包括前期规划,建设管理及运行维护等多个方面。
1灌区信息化发展现状
灌区信息化建设的目标是充分利用计算机、电子、通讯、控制、网络技术,围绕灌溉管理,打造灌区工程管理及运行管理的支持、应用平台。其主要建设内容一般包括:水雨情测报、闸门监控、墒情监测、调度管理、办公自动化等系统的建设,以及数据库和通讯网络的构建。从建设效果看,灌区建立了灌区水情信息基本站点和完善了传输方式,管理上基本实现了计算机对基础水雨情信息的采集、处理和预报功能。灌区获取的信息被不同程度用于灌区自身的管理当中及行业主管部门决策的依据,一定条件下实现了灌溉水资源的优化调度和配置。灌区信息化建设初步达到了建设目的。但是,在多年的建设管理及运行中也存在一些问题,不同阶段存在的问题各有特点。
1.1规划阶段
配套改造周期长,规划与建设脱节。在实施过程中,限于各地实际情况及编制规划时期条件,规划编制深度不同,规划技术方案实施时机不尽合理,工程投资建设内容与工程量不匹配等。各地信息化建设规模、重点和实施时间不同,加上工程建设环境与物价水平的变化,工程建设标准更新,原规划内容与建设情况不符。数据格式不统一,系统兼容性差。数据的分类、定义不规范,设计单位各自为阵,存在低水平重复开发与建设等现象。数据库模式多样,标准化程度低,数据存储难以同化,无法实现信息共享,产生一个个“信息孤岛”。采集和传输设备型号种类繁多,档次参差不齐,应用程序各自独立,没有关联性。缺乏统一规划,重复建设现象严重。信息化规划与水库安全、山洪灾害、气象部门环境等监测项目重叠,各自独立规划、设计和运行,各系统分属不同管理部门,无法集成,增加了投资,降低了资源利用率,同时增加了维护费用。软件标准化、通用化程度低。由于各类信息系统及应用软件均由各承担单位独立开发,其系统性差、维护困难。这就导致数据库和应用软件只能由少数人员熟悉使用,一旦出现问题,往往导致整个系统的瘫痪甚至废弃,由于缺乏权威的数据库建设指南,缺乏统一的建设标准,其它用户也难以使用。片面追求外观效果,实用性偏低。规划中对系统的展示功能要求较为丰富,片面追求视觉效果,而对信息技术的应用不足,多数数学模型难以对实际状况进行符合实际的模拟,难以对灌区水资源科学调度管理起到指导作用。
1.2建设阶段
在建设实施阶段,总体建设水平低和管理职能分散,同时信息化人才和资源投入不足也是导致信息化建设机制缺失的原因。信息化建设水平低,影响数据的质量。直接造成水利统计数据的获取方式不稳定,部分地区存在重复建设,使得数据源混乱,指标重复不一致,有可能会出现相互矛盾的情况。实际建设时,由于不同施工单位采取的技术手段有差别,很难做到系统建设的整体性,不利于系统的二次开发和综合集成。管理职能分散,信息化人才匮乏。信息化运行管理人员处于基层水务系统,无法参与建设项目的前期工作,对信息化建设规划信息了解有限。相关专业技术人员不足,对信息化知识认识不足,从事水利工程建设人员往往具备扎实的水利工程建设知识,而信息化方面知识则成为短板,无法及时发现建设中存在的不足。硬件优于软件,制约信息化水平。灌区普遍重视硬件建设,软件建设水平较低,相反限制现有硬件水平充分发挥。甚至有的资料整理分析还需要人工操作,对灌区管理效率有直接影响,同时已开发的软件得不到实践应用,这也间接影响了软件的开发和推广工作。
1.3运行管理阶段
设备多样化,维护成本高。灌区常用的水位、雨量、流量等设备种类繁多,品牌各异,性能也是千差万别。经过实践运行,进口原装或组装采集设备质量相对较为稳定,但设备价格较高,多为一体化设计,维修困难。国产设备价格较为低廉,但长期运行可靠性偏低。信息化人才建管不对称,缺乏相关专业知识。从事水利信息化系统开发人员偏重于信息技术,而对于水利建设相关知识略显缺乏。长期从事灌区管理业务的人员多数对信息化认识不足,造成系统建设完成后成为摆设品的尴尬局面。对灌区管理人员的培训及再教育往往侧重于水利与工程建设专业知识,信息技术方面的人才往往得不到重视。维护费用高,存在资金缺口。维护一个信息系统可能比建设更难,而且信息化系统建成后的管理和维护,则主要靠应用者和管理者完成。信息化设备更新快,淘汰率高,运行维护费用高,运维费用由使用单位自行解决,对水管部门来说在资金上有一定缺口。
2灌区信息化发展应对策略
国家每年仍将投入续建配套节水改造投资的3%~10%用于灌区信息化建设,这为灌区信息化建设与发展提供了资金保障。然而,灌区信息化运行管理过程中遇到的问题已经开始制约信息化的进一步发展,灌区的建设管理水平也是信息化程度高低的重要体现。灌区水利信息化涉及数据采集、信息传输、决策支持等多方面的运用,因此提前做好灌区信息化发展中的应对策略,对发挥系统应用效益及信息化运行长效机制有重要的指导作用。
2.1规划阶段
信息化系统设计的前提是规划质量,良好的规划能够节约工程投资,节省工期,保证工程竣工后长期高效运行。系统建设规划要结合灌区实际情况,实际应用和效益发挥紧密联系,将先进的科学技术融入到实际的灌区管理中,才能建设技术含量高,紧跟科技现状的系统工程。适时调整规划,合理升级改造方案。针对规划不能满足当前需求的情况,要随着社会经济的发展水平,本着“技术先进、经济合理、讲求效益”的原则提高工程建设标准及优化建设内容。统一规划,提高系统兼容性。各系统输入输出接口采用国家标准,为系统集成提供便利。建立科学规范、标准统一、资源共享的信息化应用平台,实现网络互联和资源共享。这也是减少投资、降低后期管理和维护成本的手段。国家也颁布了相关标准,如SL700-2015《水利工程建设与管理数据库表结构及标识符》对库表结构、数据表示方法和标识作了规定。加强沟通,实现互联互通。在水利系统中根据职责和隶属关系,由通信和计算机网络系统相互连接,实现信息和成果共享。李翊[12]、刘海燕[13]等提出的面向服务的体系结构和云计算解决方案可提供借鉴,建立感知层、网络层和云计算平台三层架构,为各类信息化系统提供统一的软硬件基础平台。实用性至上,可视化仿真辅助。对数据分析挖掘及建立水利水文模型进行研究的最终目的是实现水资源的优化调度,提高用水效益。对数据和空间信息给予了不同程度的表达,都应以满足现实需要为原则,不可过于追求动态和可视化效果。在信息传输上,目前大多数灌区都采用遥测系统,信息传输方式有GPRS,3G网络和VPN专网等。由于现在公网覆盖率较高,数据量较小的信息基本能够通过GPRS传输,而3G和VPN网络传输费用较高,一定程度限制视频监视、闸控等设备所需信息的传输。原则上应优先选择公共通信方式,或以公共通信方式为主。
2.2建设阶段
加强业务应用系统建设,恰当配置模块。灌区目前主要的业务应用系统包括信息采集处理、水费计收管理、配水调度管理、灌区防汛预警及办公自动化系统等。严格执行技术框架体系,水利部项目办编制完成了23部项目标准,覆盖术语与编码、信息采集与传输、数据资源、应用系统和建设与管理等方面。在灌区信息化建设中严格执行相应的技术标准,对主要硬件设备、关键系统技术审查,能够保障仪器设备多样化带来的困扰,提高系统兼容性。在此基础上需要加强业务应用系统的开发力度,从系统建设经验看,采用微软公司控件进行二次开发是一种选择,其设计工期短,界面友好,符合管理人员平时的工作习惯与思维方式,只要进行短期培训一般管理人员即可上岗操作。推进公共数据库系统建设,实现资源共享。灌区公共数据库包括基础信息、水情、水利空间和社会经济等数据库。充分利用网络资源,建立局域网系统,实现信息的传输、处理与共享。实现水利行政管理部门、灌区管理机构、计划用水户等多级管理平台的数据共享,提高行政效能,提升计划用水管理的主动性,为调度决策提供信息支持。构建水利基础信息采集体系,提高水利基础信息的利用率。现有的公共通信资源基本能够覆盖灌区主要水源地信息传输的需要,灌区信息化建设应依托现有公共通信网络建设相应的水利基础信息通信网,为灌区基本业务提供通信服务,适时增加必要的传输带宽以保证大数据量的传输能力。建构区域性数据中心,在灌区水利基础信息采集体系内实现日常灌溉、防汛抗旱、应急调度等事务的资源共享。
2.3运行管理阶段
加强制度化建设,保证长效运行。灌区信息化系统中精密的设备需要采用严格的技术操作流程,整个系统的管理和使用需要明确责任主体、规范管理职责,严格操作规程。制定清晰、严谨、科学、规范的系统管理制度,是保证系统长效运行的有效手段。大部分信息化设备均安装在荒郊野外,暴雨天气易遭到雷击短路损坏,数据采集设备线路易遭到动物啃咬破坏,民用设备易被偷盗。所以设备的防雷、防水、防火、防盗等需要在运行中予以重视,采用切实有效措施保证设备安全。重视人才培训,提高运行管理水平。信息化系统涉及水利、电子、通讯、自动化、计算机等多个专业。因此对管理人员的专业素质和技术水平要求也较高,这样的综合型人才在灌区管理单位不多。因此要求在系统建设期管理人员能够及时参与,充分了解系统建设的内容和技术要求,完工后也应提供充足的培训学习机会,只有提高灌区管理人员的素质,才能保证灌区运行过程中系统的有效利用,并充分发挥应有效益。经验表明系统的长效运行不仅在于建设高质量的信息化系统,日常的巡视检查、维修管养也是系统安全运行的重要保障。
3结语
Abstract: This article takes the hydrological forecast of Maliba reservoir in Yunnan Province as the carrier, studies the optimization of work system and communication ways of automatic monitoring system, to achieve full utilization of water resources, flood forecasting and scientific control purposes with a more economical way as possible.
关键词:水库;水情测报系统;水库综合自动化
Key words: reservoir;hydrological forecast system;automation of reservoir
0 引言
随着科学技术进步和社会的发展,我们正在从工业化社会迈向信息化社会。水利是国民经济的基础设施,也是一个信息密集型行业。水利信息化是计算机技术、微电子技术、通讯技术、光电技术、遥感技术等到信息技术在水利上系统应用的过程。
水库综合自动化系统是一个包括通信与信息技术、防洪救灾管理与决策、洪水预报与科学调度的系统工程,而水库水情测报系统是水库综合自动化的重要组成部分。遵照《国家防汛抗旱指挥系统工程总体设计综合报告》中提出“半小时内完成全国水情信息收集任务”的要求,本文在测站布设已定的基础上,采用技术已成熟的水情测报系统和一些近年新兴测报系统进行对比,对麻栗坝水库综合自动化系统之一的水情测报系统中的工作体制和通讯方式进行了开发和优化,并进行系统硬件配置,以便能够迅速准确掌握本流域水情及水库上游来水情况,及时作出洪水预报。目的是迅速、准确将各测站水情信息传送到中心站,实现各测站无人值守、中心站少人值班;水库中心站能够自动采集和传输所辖范围内各遥测雨量站、水位雨量站、渠道站;水库大坝安全信息能即时上报,增强水库的管理和调度能力,为防汛抗旱调度提供科学依据[1]。
1 麻栗坝水库简介
麻栗坝水库位于云南省陇川县以北约5km的南宛河上游。流域呈北南向的矩形状,纵长约27km,最大宽度约19km,流域面积294km2。西南及东北部分水岭海拔高程一般都在2000~2200m以下;最低的坝址处,海拔高程为968m。坝址以上干流河长33.4km。水系发育,1km以上的一级支流多达39条,集流条件较好。该水库所处地理位置气候干燥,降水较少,水资源缺乏,洪水有峰高量少、陡涨陡落、沟陡坡大、破坏性大等特点,常因洪水引发较大损失。
2 麻栗坝水库水情自动测报系统开发
2.1 系统覆盖范围与站网布设 根据流域河道特征和水文气象特征,考虑到便于设备的管理和使用,麻栗坝水库水情自动测报系统的站网由1个中心站、11个遥测雨量站、1个水库水文站(坝上、坝下)、1个河道水文站(兼测雨量)、7个灌溉渠道站、一个闸门控制站组成。
2.2 测报系统结构 麻栗坝水库水情自动测报由3个系统构成:水库管理局的中心站(第一级);分布在水库上、下游的各类测站及控制站(第二级);涉及各类监测点(第三级)。第一级中心站。中心站设在水库管理局,由服务器、工作站、防雷设备、中心遥测终端、UPS、稳压电源、无线电台、天线、有线通讯设备、计算机网络设备及计算机辅助设备等组成。作用是接受各测站发送的数据,实现数据入库管理及分析处理。第二级智能化设备。智能化设备由水情自动测报的智能遥测终端(RTU)设备组成。其将采集的降雨量、水位参数,通过有线方式或超短波方式将数据报送至水库中心站。第三级:传感器、数据电台通讯。由各雨量计、水位计等传感器或器件组成,主要作用是采集各测站的降雨量、水位参数。通过无线或有线连接至第二级对应的RTU,实现自动测量的目的。水情自动测报系统主要功能是承担气象站、雨量站、水位站的信息采集,并将信息传送至水库中心站。中心站将数据信息进行处理,通过整理、计算、分析后得出水情信息。
2.3 测报系统工作体制优化 水情测报系统工作体制分为自报式、应答式和混合式三种。工作体制性能优化主要从系统结构、电源消耗、实时性、同频信号碰撞等几方面来比较研究。
2.3.1 系统结构 自报方式的特点是数据单方向传输,因而仅需要单向信道,系统结构简单。遥测站只发送,不接收,中心站只接收,不发送。因而设备的软硬件简单,设备投资低,设备维修容易。应答方式特点是具有接收命令和发送数据的收发双向通讯,需要双向信道,系统结构复杂。遥测站和中心站均具备发送和接收功能,设备软硬件复杂。
2.3.2 电源消耗 自报方式的特点是遥测站在不发送数据的时处于微功耗状态,用小容量蓄电池组和小容量太阳能光电板浮充方式供电,体积小、重量轻,便于实现结构一体化设计。应答方式的特点是遥测站因接收机一直处于接收守侯状态,因而电源消耗较大,通常为自报式的数倍以上,需要较大容量的太阳能电池对蓄电池进行浮充,蓄电池容量较大。
2.3.3 实时性 自报方式的特点是根据事先设定的时间间隔和增量发生报数。应答方式的特点是随应随答,实时性好。
2.3.4 同频信号碰撞 自报方式的特点是各遥测站是随机向中心站报数,可能发生同频信号碰撞,导致接收端收数异常。应答方式的特点是由中心站主动召测,不存在同频信号碰撞的问题。混合式的特点介于自报式与应答式之间。结合麻栗坝水库地形环境情况,采用功耗小维护容易的自报式工作体制。
2.4 测报系统通讯方式优化 水情自动测报通信方式目前主要有超短波、有线PSTN、卫星、短波、GMS短信等多种方式。
2.4.1 超短波通信的优点是:信号传输比较稳定,质量较好,又具有一定的绕射能力,技术上最成熟。缺点是:传播距离较近;受地形限制,在山地通信或距离较远时需设置中继转发站。
2.4.2 有线PSTN(Public Switching Telephone Network)具有组网灵活、成本低、维护方便等优势。但系统运行通话费用较高,实时性差,运行成本高,而且发送数据间隔较长,不能实时反映情况。
2.4.3 卫星通信系统的优点是:信号传输质量最好;传输距离不受限制,覆盖面积大;受地形、气候的影响小、组网灵活。缺点是:系统建设相对成本高;运行相对成本高;水情数据的传输有部分延迟现象。
2.4.4 短波通信的优点是:传播距离较远,受地形的影响小,投资少,建设快,抗破坏能力强。短波通信的缺点是:通信质量差,信道稳定性差;受电离层和气候的影响大。GSM短信息的优点是:传播不受距离、地形限制;投资少,建设快,运行费用低;抗破坏能力强,可实现“一包多发”。缺点是:因受基站覆盖影响,建设地点有限制条件。根据麻栗坝水库水情自动测报系统覆盖范围、地形复杂落差大,决定在水管局数据采集中心站、中继站与雨量站、水位站各个遥测站间采用超短波通讯方式进行数据传输。水管局中心站与输水闸闸自动控制站采用光纤通讯方式。
3 主要设备选型
根据选定的系统测报体制和总体设计方案,整个系统硬件配置包括:传感器、遥测站终端设备和中心站设备。
3.1 一次传感器 雨量计选用翻斗式双簧雨量计。其产品质量稳定,性价比高。水位计选用静压式液位计,体积小,安装使用简便。
3.2 遥测站终端设备 智能遥测终端(RTU)终端设备选用自报式遥测终端机,由控制器、调制器、天馈线、太阳能电池板、蓄电池组成。中心遥测终端(中心RTU)一般要求:除了具有智能遥测终端的全部功能外,还应具备以下特殊功能:可在中心站计算机不开机的情况下,独立运行,接收各测站的数据。
3.3 中心站 中心站由天馈线、解调器、服务器、微机、打印机、显示器、UPS等组成。中心站的主要功能最终由微机系统完成,计算机通过解调器接收遥测站数据,完成数据处理和存储并生成各种表格。
3.4 电源和防雷接地
3.4.1 电源配置 考虑到测站的特点,遥测站设备必须省电,采用太阳能-蓄电池直流浮充供电方式电源配置,应能保证设备在环境要求下,连续正常工作,电池组容量应能保证各类设备在连续20天阴雨天气情况下仍能正常工作。太阳能供电方式由太阳能电池板、充电控制器和蓄电池组成。太阳能充电控制器具有过度放电保护、过载保护、蓄电池接反保护和太阳能板接反保护。为了保障水情自动测报系统的正常运行,系统应配置稳定的电源,中心站采用交流净化电源,并配备UPS保证不间断向设备供电,保证中心站计算机在市电停电状态下供电2小时。
3.4.2 避雷接地 由于工程地处山区,是雷电高发区,充分考虑避雷设计以保障遥测站正常工作减少损害。室外采用避雷针,高度高于天线高度1.5米,避雷针和引下线焊牢,避雷针保护角为45°,天线、机房等设备均在保护范围内,遥测站接地电阻小于10Ω。天线系统则采用天馈避雷器。防雷设备要求过流能力强,泄流时间短。
4 结语
麻栗坝水库水情自动测报系统根的实际运行表明自报方式为该系统的较优工作体制;供电方式合理;接地设备和避雷装置设计可靠。系统的建设,提高了管理人员的工作水平,改善了工作环境,能使管理人员进行科学决策和合理调度,确保工程安全和水资源的充分利用,使工程达到安全、经济高效运行的目的。
参考文献
[1]邓波,蔡荣波.传统水利向现代水利、可持续发展水利转变的必由之路-水利部副部长索丽生谈水利信息化建设[J].信息化建设,2003(5):12-15.