摘 要: 水利工程信息化建設(shè)是當(dāng)前水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管的必然要求，也是提高水利工程管理效率和管理成效的現(xiàn)代化手段。以杭州市閑林水庫(kù)工程為例，從自動(dòng)化工控、水雨情水質(zhì)監(jiān)測(cè)、大壩監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控等感知體系和集成平臺(tái)建設(shè)方面，探討信息化技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，以期為其他水利工程信息化建設(shè)提供思路。

　　關(guān)鍵詞: 信息化技術(shù)，閑林水庫(kù)，感知體系，平臺(tái)建設(shè)

　　1 概述

　　21 世紀(jì)，信息化技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，在人們生產(chǎn)和生活中的各個(gè)領(lǐng)域逐漸扮演著越來越重要的角色。水利工程作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要一部分，也在不斷探索與信息化技術(shù)的融合發(fā)展。浙江省于 2016 年開始推行全省水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理工作，其中，水利工程信息化管理是標(biāo)準(zhǔn)化管理工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。“工程管理信息化”的具體工作就是通過信息化管理手段，使工程各項(xiàng)運(yùn)行管理事項(xiàng)具體化、運(yùn)行管理操作規(guī)范化和流程化、運(yùn)行管理臺(tái)賬無紙化，并能實(shí)現(xiàn)水行政主管部門對(duì)工程運(yùn)行管理狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)管和在線查看[1]。“水利工程管理信息化” 是促進(jìn)水利工程管理從傳統(tǒng)管理模式向現(xiàn)代化管理模式轉(zhuǎn)變的重要途徑。但如何建設(shè)一套高效、方便、實(shí)用的信息化系 統(tǒng) 一 直 是 各 水 利 工 程 管 理 單 位 在 不 斷 探 索 的課題。閑林水庫(kù)工程是杭州市水庫(kù)管理服務(wù)中心直管的一座中型水庫(kù)，水庫(kù)管理者一直致力于將水庫(kù)打造成全省水庫(kù)現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化管理的典型工程。為此，水庫(kù)管理人員在信息化技術(shù)應(yīng)用方面進(jìn)行了多方面嘗試，也取得了一定成效。

　　2 工程概況

　　閑林水庫(kù)工程位于杭州市余杭區(qū)閑林街道，工程任務(wù)以城市應(yīng)急備用和抗咸供水為主、結(jié)合防洪和改善水環(huán)境等綜合利用。工程概算投資 26. 7 億元，設(shè)計(jì)供水量滿足 2020 年水平年杭州主城區(qū)水廠 8 d 的源水需要，主要通過天然徑流和杭州市第二水源千島湖配水工程補(bǔ)水。工程主要建筑物有大壩、副壩、泄洪洞、輸水隧洞、泵站等。水庫(kù)正常蓄水位為 70 m，庫(kù)容 1 835 萬(wàn) m3 ; 100 年一遇設(shè)計(jì)洪水位為 70. 75 m，2000 年一遇校核洪水位為 70. 86 m，相應(yīng)庫(kù)容為 1 984 萬(wàn) m3 。壩型采用混凝土面板堆石壩，泄水建筑物采用深孔泄洪洞。工程于 2010 年 8 月開工建設(shè)，2016 年 4 月，水庫(kù)歷經(jīng)近一年的試蓄水后正式下閘蓄水，2017 年年底工程全面建成，同年 11 月，高分通過浙江省水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理省級(jí)驗(yàn)收。

　　3 信息化建設(shè)的必要性

　　3. 1 提高工程高效管理水平的需要閑林水庫(kù)作為一座中型水利工程，水庫(kù)管理人員有限，但工程運(yùn)行管理工作涉及眾多方面，若采用傳統(tǒng)管理模式勢(shì)必給管理人員日常工作造成諸多不便，也不能滿足水庫(kù)現(xiàn)代化管理工作的需要，直接影響工作效率和效果。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通過信息化技術(shù)，革新傳統(tǒng)手工管理手段，利用先進(jìn)的電子信息技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)工程安全運(yùn)行的自動(dòng)化、數(shù)字化，日常辦公的流程化、定量化，調(diào)度決策的科學(xué)化、智能化，水庫(kù)管理的信息化、現(xiàn)代化是一種必然趨勢(shì)。

　　3. 2 充分發(fā)揮水庫(kù)綜合效益的需要閑林水庫(kù)作為浙江省重點(diǎn)水利項(xiàng)目，是杭州市的應(yīng)急備用水源，同時(shí)在防洪、抗咸和改善水環(huán)境等方面均發(fā)揮著舉足輕重的作用。水利信息化作為水庫(kù)運(yùn)行管理的非工程措施將全面提升閑林水庫(kù)自動(dòng)化管理水平，可保證水庫(kù)的綜合效益有效發(fā)揮，保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

　　3. 3 推進(jìn)水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理的需要浙江省人民政府辦公廳在《關(guān)于全面推行水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理的意見》[2]中明確提出，要加快推進(jìn)水利工程信息化管理工作。采取信息化技術(shù)和手段實(shí)現(xiàn)閑林水庫(kù)工程標(biāo)準(zhǔn)化管理是實(shí)現(xiàn)全省水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理的建設(shè)目標(biāo)與任務(wù)。

　　4 感知體系建設(shè)

　　閑林水庫(kù)工程信息化建設(shè)核心工作是感知體系和集成平臺(tái)建設(shè)。感知體系是獲取數(shù)據(jù)的關(guān)鍵部分，是信息技術(shù)的皮膚和五官，主要通過攝像頭、傳感器、終端等來識(shí)別物體、采集信息[3]。閑林水庫(kù)工程感知體系包含自動(dòng)化工控、水雨情水質(zhì)監(jiān)測(cè)、安全監(jiān)測(cè)和視頻監(jiān)控等四大系統(tǒng)。

　　4. 1 自動(dòng)化工控系統(tǒng)閑林水庫(kù)工程的控制閘門、泵站、閥門等數(shù)量較多，自動(dòng)化工控系統(tǒng)解決了工程控制模式分散，實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)統(tǒng)一調(diào)度和科學(xué)管理。自動(dòng)化工控由兩級(jí)控制模式組成，分別為中央控制級(jí)和現(xiàn)地控制單元級(jí)。現(xiàn)地控制級(jí)通過安裝在現(xiàn)地的 LCU( 計(jì)算機(jī)監(jiān)控現(xiàn)地控制單元) 柜，實(shí)現(xiàn)管理區(qū)域內(nèi)閘泵的自動(dòng)控制及相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、處理，中央控制級(jí)則通過對(duì)現(xiàn)地控制單元內(nèi)的 PLC 程序進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)中央控制室對(duì)閘門、泵站、閥門的遠(yuǎn)程控制和工情數(shù)據(jù)的采集，方便管理者遠(yuǎn)程操作及實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)閘閥開閉情況。

　　4. 2 水雨情、水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)閑林水庫(kù)建成一套全自動(dòng)水雨情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過布設(shè)在庫(kù)區(qū)的 2 個(gè)遙測(cè)水位站和 5 個(gè)專用雨量站，實(shí)現(xiàn)水位、雨量、氣象等信息的自動(dòng)采集、存貯和傳輸，為工程調(diào)度、防汛、供水提供重要數(shù)據(jù)支撐。閑林水庫(kù)作為杭州城市應(yīng)急備用水源，水質(zhì)安全尤為重要。為及時(shí)把握水庫(kù)內(nèi)水質(zhì)情況，建成一套水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)每 6 h 取樣分析一次，監(jiān)測(cè)指標(biāo)為水質(zhì)五參數(shù)( pH、水溫、溶解氧、濁度、電導(dǎo)率) 、氨氮、總磷、總氮、葉綠素 a、藍(lán)綠藻、水中油、揮發(fā)酚、高錳酸鹽指數(shù)等 13 個(gè)重要參數(shù)，水質(zhì)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸至中控室。

　　4. 3 工程安全監(jiān)測(cè)設(shè)施閑林水庫(kù)工程主要在大壩、副壩和防滲墻等部位安裝了監(jiān)測(cè)設(shè)施，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括壩體表面變形，面板接縫變形，面板應(yīng)力變形，滲流，水文環(huán)境等 5 類。通過滲壓計(jì)、應(yīng)變計(jì)、測(cè)縫計(jì)、鋼筋計(jì)等采集傳感器自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，再通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至中控室進(jìn)行分析，密切了解工程安全動(dòng)態(tài)。

　　5 集成平臺(tái)建設(shè)

　　根據(jù)閑林水庫(kù)工程標(biāo)準(zhǔn)化管理手冊(cè)，工程共設(shè)置 8 大類崗位，121 個(gè)事項(xiàng)[4]，為了讓管理事項(xiàng)具體化、事項(xiàng)操作流程化、管理記錄無紙化、流程處置閉環(huán)化，在自動(dòng)化工控、水雨情水質(zhì)監(jiān)測(cè)、安全監(jiān)測(cè)和視頻監(jiān)控等感知系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)構(gòu)建了一套集信息展示、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水雨情測(cè)報(bào)與防洪調(diào)度、安全監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、運(yùn)行管理、辦公應(yīng)用等于一體的綜合管理平臺(tái)。為保障平臺(tái)各組件功能獨(dú)立、服務(wù)明確、邏輯清楚，將整個(gè)平臺(tái)體系劃分為六個(gè)邏輯層: 基礎(chǔ)設(shè)施層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)接入層、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、用戶層。各層之間邏輯明確、獨(dú)立作業(yè)。平臺(tái)應(yīng)用框架圖見圖 1。

　　集成平臺(tái)自 2017 年投入運(yùn)行以來，極大的提高了水庫(kù)運(yùn)行管理效率: 一是將閘門、閥門等工情信息統(tǒng)一展現(xiàn)在平臺(tái)首頁(yè)，方便查閱和調(diào)度管理; 二是實(shí)現(xiàn)水雨情、水質(zhì)、大壩監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀取，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，方便實(shí)時(shí)了解水庫(kù)安全動(dòng)態(tài); 三是將各路視頻監(jiān)控?zé)o縫接入，安防工作效率明顯提升; 四是平臺(tái)展示了工程基礎(chǔ)信息，實(shí)現(xiàn)了公文流轉(zhuǎn)、訂餐管理、培訓(xùn)統(tǒng)計(jì)等功能，實(shí)現(xiàn)無紙化辦公且提高了辦公效率; 五是調(diào)度運(yùn)行、隱患管理等模塊實(shí)行電子化流程流轉(zhuǎn)，事項(xiàng)處置閉環(huán)化，符合標(biāo)準(zhǔn)化管理理念; 六是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)化辦公和巡查，大大提升工作便捷性。

　　6 結(jié)語(yǔ)

　　信息化技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用符合行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，也是水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管的必然要求。閑林水庫(kù)工程在浙江省水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理工作的指導(dǎo)下，在不斷探索中建成的這套現(xiàn)代化管理平臺(tái)，極大地提高了工程運(yùn)行管理效率，也為其他工程的信息化建設(shè)提供參考。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1] 邱志章，朱連偉. 水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理信息化建設(shè)模式構(gòu)思與實(shí)踐———以浙江省為例[J]. 浙江水利科技，2019( 1) : 54-56.

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　　[3] 付 靜，程益聯(lián). 水利信息系統(tǒng)應(yīng)用支撐平臺(tái)探討[J]. 水利信息化，2014( 5) : 1-4.

　　[4] 王旭峰，金建峰，鮑紅艷，等. 水利工程標(biāo)準(zhǔn)化管理在閑林水庫(kù)中的探索[J]. 浙江水利科技，2016( 5) : 14- 16.

　　《信息化技術(shù)在閑林水庫(kù)工程中的應(yīng)用與探索》來源：《山西建筑》，作者：劉紅霞 周 趙