石山口水庫建設安全管理自動化系統(tǒng)的必要性

□畢東君 □袁福猛 □魏 剛（石山口水庫灌渠管理局）

1.工程概況

石山口水庫位于羅山縣城南33.0km、淮河水系竹竿河支流小潢河的上游，控制流域面積306km2，占小潢河全流域785km2的39%,總庫容3.72億m3，是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)殖及城市供水等綜合利用的大（2）型水庫。工程等級為2級，主要建筑物有主壩、副壩、溢洪道、輸水洞、南干渠首閘、北干渠首閘及水電站等。運行多年來，各建筑物存在安全隱患。2006年初開始對石山口水庫進行除險加固，目前完成竣工驗收。

2.石山口水庫運行管理自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀

石山口水庫目前自動化管理系統(tǒng)主要有：大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)；視頻監(jiān)控系統(tǒng)雖已實施，視頻點數(shù)量和位置亦能滿足安全管理需要，但不能實現(xiàn)信息共享；溢洪道、南干渠渠首、南干渠水泵站均已具備遠程控制條件；北干渠渠首閘門和啟閉手動控制柜已安裝調(diào)試完成，但不具備遠程控制；水情自動測報系統(tǒng)已經(jīng)建立，但系統(tǒng)所有水雨情的數(shù)據(jù)，不能保存在水庫計算機上，而是通過GPRS方式，直接送到市水文局，水庫只能通過上公網(wǎng)直接瀏覽。辦公自動化系統(tǒng)尚未建設。

依據(jù)水庫信息化管理需要，尚缺少水庫安全管理信息平臺、泄洪報警系統(tǒng)等內(nèi)容。

3.系統(tǒng)建設的必要性

當前，隨著我國社會、經(jīng)濟的迅速發(fā)展，以及“以人為本”、“構(gòu)建和諧社會”執(zhí)政理念的貫徹落實，對涉及公共安全的水庫大壩提出了更高的安全要求。2011年中央一號文件明確提出“推進水利信息化建設，全面實施‘金水工程’，加快建設國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)和水資源管理信息系統(tǒng)，提高水資源調(diào)控、水利管理和工程運行的信息化水平，以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化”。水利科技發(fā)展“十二五”規(guī)劃也把極端水事件預警預報系統(tǒng)建設作為“十二五”期間重點突破和解決的科學問題和關鍵技術同時提出堅持防汛抗旱并舉，實現(xiàn)由控制洪水向洪水管理轉(zhuǎn)變，由單一抗旱向全面抗旱轉(zhuǎn)變。推進“兩個轉(zhuǎn)變”是防洪保安、水資源保障、水環(huán)境保護的迫切需要，是保障經(jīng)濟社會高速發(fā)展的迫切需要，是實現(xiàn)人水和諧的迫切需要。

石山口水庫地處亞熱帶向暖溫帶、海洋向內(nèi)陸、山區(qū)向平原過渡地區(qū)，降雨時空分布不均，年降水量的54.5%集中于汛期(6-9月)的幾次較大降水過程；水庫下游有主要城鎮(zhèn)、京九鐵路、寧西鐵路及滬陜高速公路、321國道等重要基礎設施都處于洪水威脅之中，是防洪的重點地區(qū)。

另外，灌區(qū)2萬多公頃耕地由于缺少必要的灌溉條件，時常遭受干旱困擾。石山口水庫在防洪、灌溉、供水、發(fā)電、改善生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮了巨大的作用。但水工結(jié)構(gòu)的潛在不安全也是一個相當復雜的技術問題和社會問題，由于材料性能、施工中的人為等因素，隨時間推移，結(jié)構(gòu)存在老化、病變和裂縫、滲漏等問題。這些缺陷或隱患若遇強降雨、特大洪水等極端事件，嚴重的將會導致結(jié)構(gòu)破壞等災難性事故。近20年來國內(nèi)減災戰(zhàn)略的實施表明，在自然災害預防、防備和減災三項工作中，災害預防工作最為重要。因此，在發(fā)生極端事件下，事前水利工程安全預測預警和事中應急管理是解決當前復雜的防災減災問題的重中之重，而信息是關鍵。當前水利工程信息化建設中在電子政務、防汛抗旱、水文系統(tǒng)、安全監(jiān)測、水土保持監(jiān)測、應急預案等方面做了大量工作，取得了一定成績。然而，大部分水利工程安全的信息化限于局部業(yè)務系統(tǒng)，信息不對稱，水利工程安全預測預警能力差，專業(yè)的工程數(shù)據(jù)信息無法共享，在極端事件災害環(huán)境下，造成水庫信息不全面、大壩安全不明確，無法實現(xiàn)水利工程應急管理。大壩及建筑物安全直接關系下游城鎮(zhèn)安全，水資源的科學調(diào)度關系到水庫效益發(fā)揮，尤其是大型水利樞紐的影響更是巨大。這就需要對涉及公共安全的水利樞紐提出更高的安全要求。為合理調(diào)度水資源，就需要建立水庫管理綜合自動化系統(tǒng)，包括大壩安全實時監(jiān)控與預警系統(tǒng)、水雨情自動測報調(diào)度系統(tǒng)、閘門遠程可視化監(jiān)控系統(tǒng)、全天候視頻監(jiān)視系統(tǒng)、辦公信息共享系統(tǒng)和發(fā)布平臺等。尤其是水庫的實時可視化調(diào)度不僅能最大限度地發(fā)揮工程效益，而且對防災減災具有巨大意義。

實現(xiàn)水庫運行管理綜合自動化不僅可以快速、及時采集到各種必要的監(jiān)測數(shù)據(jù)，而且能大大提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確性、實用性，保證大壩和水庫運行信息準確、可靠、及時。為大壩安全和水庫科學調(diào)度、有效運行提供科學依據(jù)，以確保大壩上下游地區(qū)的人民生命財產(chǎn)的安全。水庫大壩實時監(jiān)控與預警、水情遙測預報調(diào)度及閘門遠程可視化監(jiān)控、全天候視頻監(jiān)視、辦公信息共享和發(fā)布的平臺建立，對水庫的優(yōu)化調(diào)度運行創(chuàng)造了條件，為推動水庫科學化、現(xiàn)代化管理具有非常重要的意義。同時，能充分利用水資源，使水庫能充分發(fā)揮最大的社會和經(jīng)濟效益，也必將給水庫管理單位和下游人民帶來可觀的經(jīng)濟效益，而社會經(jīng)濟效益更是無法估量的。

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，特別是計算機網(wǎng)絡、通訊系統(tǒng)、3S系統(tǒng)等技術的廣泛應用，區(qū)域性水庫信息化管理和可視化聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)工程建設是可行的，這項工程的建成對信陽市的經(jīng)濟發(fā)展將會起到較大的促進作用。

4.結(jié)束語

水庫實時監(jiān)測（控）信息是水庫防洪安全、興利調(diào)度的基礎信息，也是水利工程實現(xiàn)現(xiàn)代化管理、發(fā)揮工程綜合效益的關鍵。建設石山口水庫樞紐工程安全運行管理綜合自動化系統(tǒng)的目標是建立一套快速及時、準確可靠、先進實用、高度自動化的流域水雨情信息、工程安全信息、閘門監(jiān)控信息、實時圖像信息的采集、監(jiān)測（控）與管理自動化系統(tǒng)，并通過公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)與河南省水利廳（防辦）等上級主管部門相關網(wǎng)站相連，達到資源共享。在充分利用現(xiàn)有的工程措施的基礎上，為防洪減災、水資源優(yōu)化配置等提供決策支持，進一步提高管理決策速度和水平，提高工程的運行效益。綜合調(diào)度自動化管理系統(tǒng)應達到立體可視化管理，做到洪水科學調(diào)度、大壩實時安全監(jiān)控，有效預警大壩未來的安全性態(tài)，合理控制壩前水位，提高水資源利用率，充分發(fā)揮工程效益，進一步增強“三分建設、七分管理”的水利工程理念。