水庫大壩安全監(jiān)測信息化系統(tǒng)建設(shè)與實踐

袁仁政

深圳市深水水務(wù)咨詢有限公司 廣州深圳 518000

大壩的安全運行是水庫發(fā)揮工程效益的基本保障，也關(guān)系著其影響范圍內(nèi)人民群眾的生命財產(chǎn)安全及社會經(jīng)濟發(fā)展。大壩安全監(jiān)測作為大壩安全的耳目，直接反饋工程的客觀作用與演變，及時發(fā)現(xiàn)異常并采取措施，確保工程安全運行，在水庫大壩建設(shè)期和運行期安全管理中具有舉足輕重的作用；《水庫大壩安全管理條例》規(guī)定：“大壩管理單位必須按照有關(guān)技術(shù)標準，對大壩進行安全監(jiān)測和檢查；對監(jiān)測資料應(yīng)當及時整理分析，隨時掌握大壩運行狀況。

1 工程概況

那板水庫屬廣西3大水庫之一，壩址位于廣西上思縣，所屬流域為左江支流、明江河上游。壩址距縣城東郊約3km，那板水庫屬（Ⅱ）型水利樞紐工程，具有防洪、灌溉、發(fā)電、城鎮(zhèn)供水、養(yǎng)殖等綜合性工程。樞紐工程主要由主壩、副壩、溢洪道、壩后發(fā)電站組成，其中溢洪道屬左岸，引水式發(fā)電站在右岸[2]。水庫正常水位為220.57m、設(shè)計洪水位228.08m、校核洪水位229.79m，總庫容為8.32億m3，設(shè)計灌溉面積4.35萬畝，控制流域面積490km2，多年平均雨量1715mm，多年平均徑流量18.5m3/s。大壩為碾壓粘土心墻壩，壩頂高程232.60m，壩長313.00m，壩高59.00m、頂寬8.00m、底寬347.00m。左岸溢洪道為開敞式溢洪道，堰頂高程220.57m，堰高2.57m，堰頂寬47.20m。電站裝機4臺，1#機組裝機容量3000kW，2#、3#、4#單機容量3200kW，總裝機容量12.60MW。

2 軟件設(shè)計

2.1 總體要求

那板水庫大壩安全監(jiān)測信息系統(tǒng)可以避免以往以文檔形式存儲帶來的查詢、統(tǒng)計的不便，方便日常管理信息二次整理、查詢、統(tǒng)計。為提高那板水庫信息化管理水平，應(yīng)減少數(shù)據(jù)采集、報送、存儲、管理、分析的工作量，提高日常管理信息的實時性，為水庫大壩安全管理日常工作提供及時、準確的水庫大壩安全監(jiān)測信息，為水庫突發(fā)事件的應(yīng)急決策提供技術(shù)支撐。

2.2 軟件架構(gòu)

那板水庫大壩安全監(jiān)測信息系統(tǒng)軟件的開發(fā)將充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源和信息資源，以綜合數(shù)據(jù)庫為中心，在大壩安全分析、洪水演進等方法基礎(chǔ)上，綜合利用GIS、數(shù)據(jù)匯集、軟件工程、計算機網(wǎng)絡(luò)等信息化技術(shù)，建立本級水庫管理人員的水庫大壩安全管理信息系統(tǒng)。

2.3 數(shù)據(jù)庫建設(shè)方案

目前，市縣級水庫管理相關(guān)的數(shù)據(jù)資源分散存儲在不同區(qū)域、不同單位，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的整合與共享，需要將相關(guān)數(shù)據(jù)資源進行梳理、集中，初步建設(shè)“統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心”，為水庫的統(tǒng)一監(jiān)管提供數(shù)據(jù)支撐。因此，為了能讓各類分散數(shù)據(jù)資源有效集中，在充分利用國家和行業(yè)現(xiàn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標識符標準的基礎(chǔ)上，根據(jù)水庫管理業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)需求進行系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)，形成一個統(tǒng)一標準的數(shù)據(jù)庫。我國已經(jīng)制定了一些水庫管理業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標識符標準，其中主要包括：基礎(chǔ)水利信息數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)《水利工程建與管理數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標識符》（SL700-2015）、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫表表結(jié)構(gòu)《實時雨水情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)與標識符》（SL323-2011）、《基礎(chǔ)水文數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標識符標準》（SL324-2005）、《歷史大洪水數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標識符》（SL591-2014）、《實時工情數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標識符》（SL577-2013）、《大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標識符標準》（DL/T1321-2014）等?；谝陨蠘藴蕯?shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，為各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的上報、系統(tǒng)各模塊間以及與外部系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享、系統(tǒng)集成以及后續(xù)系統(tǒng)擴展等提供統(tǒng)一標準，大大降低因不同廠家采用不同的標準而帶來的數(shù)據(jù)集成難度。針對水利行業(yè)中尚未制定標準的數(shù)據(jù)庫表及標識符標準，根據(jù)業(yè)務(wù)功能開發(fā)需求遵循《水利信息數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標識符編制規(guī)范》（SL478-2010）進行自行設(shè)計。

2.4 水情監(jiān)測系統(tǒng)軟件

水情自動測報系統(tǒng)軟件安裝在那板水庫的水情工作站中，該軟件通過遙測終端機和GPRS（GSM）通信裝置讀取各遙測站發(fā)來的水情數(shù)據(jù)，負責對數(shù)據(jù)資料的存儲、查詢、整理、各種人機界面的顯示和各種圖表的繪制及傳輸和打印。軟件具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)顯示功能，可以顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概況。同時，軟件還提供系統(tǒng)設(shè)置功能，使用戶在合法的權(quán)限內(nèi)能對遙測站點的名稱、站號、對應(yīng)的遙測參數(shù)（雨量、水位、閘位等）進行設(shè)置或更改[1]。同時對每個遙測站點圖形方式的數(shù)據(jù)顯示位置進行設(shè)置，以方便系統(tǒng)的使用和擴充。

2.5 數(shù)據(jù)共享服務(wù)方案

根據(jù)市縣級水庫主管部門信息化建設(shè)需求，該平臺開發(fā)了數(shù)據(jù)交換、Web服務(wù)共享等方式開放數(shù)據(jù)，為相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。其中，數(shù)據(jù)交換方式主要是通過配置數(shù)據(jù)交換流程，定時自動將數(shù)據(jù)資源推送給需求方;服務(wù)共享方式則是將數(shù)據(jù)資源封裝成Web服務(wù)，需求方通過請求該服務(wù)獲取所需數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語

詳細論述了大壩安全監(jiān)測云服務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)背景、系統(tǒng)架構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)特點以及系統(tǒng)實際應(yīng)用情況。實際應(yīng)用情況表明，本系統(tǒng)技術(shù)先進、功能豐富，能夠很好地應(yīng)用在大壩安全監(jiān)測領(lǐng)域，有助于提升大壩安全監(jiān)測數(shù)據(jù)管理及資料分析水平，具有很好的推廣前景。