信息化技术在闲林水库工程的应用

摘要:水利工程信息化建设是当前水利工程补短板、水利行业强监管的必然要求，也是提高水利工程管理效率和管理成效的现代化手段。以杭州市闲林水库工程为例，从自动化工控、水雨情水质监测、大坝监测、视频监控等感知体系和集成平台建设方面，探讨信息化技术在水利工程中的应用，以期为其他水利工程信息化建设提供思路。

关键词:信息化技术，闲林水库，感知体系，平台建设

1概述

21世纪，信息化技术发展突飞猛进，在人们生产和生活中的各个领域逐渐扮演着越来越重要的角色。水利工程作为国民经济中的重要一部分，也在不断探索与信息化技术的融合发展。浙江省于2016年开始推行全省水利工程标准化管理工作，其中，水利工程信息化管理是标准化管理工作中的一项重要内容。“工程管理信息化”的具体工作就是通过信息化管理手段，使工程各项运行管理事项具体化、运行管理操作规范化和流程化、运行管理台账无纸化，并能实现水行政主管部门对工程运行管理状态的实时监管和在线查看［1］。“水利工程管理信息化”是促进水利工程管理从传统管理模式向现代化管理模式转变的重要途径。但如何建设一套高效、方便、实用的信息化系统一直是各水利工程管理单位在不断探索的课题。闲林水库工程是杭州市水库管理服务中心直管的一座中型水库，水库管理者一直致力于将水库打造成全省水库现代化、标准化管理的典型工程。为此，水库管理人员在信息化技术应用方面进行了多方面尝试，也取得了一定成效。

2工程概况

闲林水库工程位于杭州市余杭区闲林街道，工程任务以城市应急备用和抗咸供水为主、结合防洪和改善水环境等综合利用。工程概算投资26．7亿元，设计供水量满足2020年水平年杭州主城区水厂8d的源水需要，主要通过天然径流和杭州市第二水源千岛湖配水工程补水。工程主要建筑物有大坝、副坝、泄洪洞、输水隧洞、泵站等。水库正常蓄水位为70m，库容1835万m3;100年一遇设计洪水位为70．75m，2000年一遇校核洪水位为70．86m，相应库容为1984万m3。坝型采用混凝土面板堆石坝，泄水建筑物采用深孔泄洪洞。工程于2010年8月开工建设，2016年4月，水库历经近一年的试蓄水后正式下闸蓄水，2017年年底工程全面建成，同年11月，高分通过浙江省水利工程标准化管理省级验收。

3信息化建设的必要性

3．1提高工程高效管理水平的需要。闲林水库作为一座中型水利工程，水库管理人员有限，但工程运行管理工作涉及众多方面，若采用传统管理模式势必给管理人员日常工作造成诸多不便，也不能满足水库现代化管理工作的需要，直接影响工作效率和效果。随着科学技术的发展，通过信息化技术，革新传统手工管理手段，利用先进的电子信息技术逐步实现工程安全运行的自动化、数字化，日常办公的流程化、定量化，调度决策的科学化、智能化，水库管理的信息化、现代化是一种必然趋势。3．2充分发挥水库综合效益的需要。闲林水库作为浙江省重点水利项目，是杭州市的应急备用水源，同时在防洪、抗咸和改善水环境等方面均发挥着举足轻重的作用。水利信息化作为水库运行管理的非工程措施将全面提升闲林水库自动化管理水平，可保证水库的综合效益有效发挥，保障人民群众生命财产安全，促进区域经济可持续发展。3．3推进水利工程标准化管理的需要浙江省人民政府办公厅在《关于全面推行水利工程标准化管理的意见》［2］中明确提出，要加快推进水利工程信息化管理工作。采取信息化技术和手段实现闲林水库工程标准化管理是实现全省水利工程标准化管理的建设目标与任务。

4感知体系建设

闲林水库工程信息化建设核心工作是感知体系和集成平台建设。感知体系是获取数据的关键部分，是信息技术的皮肤和五官，主要通过摄像头、传感器、终端等来识别物体、采集信息［3］。闲林水库工程感知体系包含自动化工控、水雨情水质监测、安全监测和视频监控等四大系统。4．1自动化工控系统。闲林水库工程的控制闸门、泵站、阀门等数量较多，自动化工控系统解决了工程控制模式分散，实现各站点统一调度和科学管理。自动化工控由两级控制模式组成，分别为中央控制级和现地控制单元级。现地控制级通过安装在现地的LCU(计算机监控现地控制单元)柜，实现管理区域内闸泵的自动控制及相关数据的采集、处理，中央控制级则通过对现地控制单元内的PLC程序进行二次开发，实现水库中央控制室对闸门、泵站、阀门的远程控制和工情数据的采集，方便管理者远程操作及实时了解现场闸阀开闭情况。4．2水雨情、水质监测系统。闲林水库建成一套全自动水雨情监测系统，通过布设在库区的2个遥测水位站和5个专用雨量站，实现水位、雨量、气象等信息的自动采集、存贮和传输，为工程调度、防汛、供水提供重要数据支撑。闲林水库作为杭州城市应急备用水源，水质安全尤为重要。为及时把握水库内水质情况，建成一套水质在线监测系统。系统每6h取样分析一次，监测指标为水质五参数(pH、水温、溶解氧、浊度、电导率)、氨氮、总磷、总氮、叶绿素a、蓝绿藻、水中油、挥发酚、高锰酸盐指数等13个重要参数，水质数据通过网络实时传输至中控室。4．3工程安全监测设施。闲林水库工程主要在大坝、副坝和防渗墙等部位安装了监测设施，监测内容包括坝体表面变形，面板接缝变形，面板应力变形，渗流，水文环境等5类。通过渗压计、应变计、测缝计、钢筋计等采集传感器自动采集数据，再通过网络将数据传输至中控室进行分析，密切了解工程安全动态。4．4视频监控系统。为实时监控库区、下游河道及管理区内情况，闲林水库通过与运营商合作及自行建设共布设了100余路监控摄像头及语音喊话系统，对重要区域及主要出入口实现监控全覆盖，全方位、无死角保障水库生产安全。

5集成平台建设

根据闲林水库工程标准化管理手册，工程共设置8大类岗位，121个事项［4］，为了让管理事项具体化、事项操作流程化、管理记录无纸化、流程处置闭环化，在自动化工控、水雨情水质监测、安全监测和视频监控等感知系统的基础上，设计构建了一套集信息展示、水质监测、水雨情测报与防洪调度、安全监测、视频监控、运行管理、办公应用等于一体的综合管理平台。为保障平台各组件功能独立、服务明确、逻辑清楚，将整个平台体系划分为六个逻辑层:基础设施层、网络传输层、数据接入层、业务数据层、业务应用层、用户层。各层之间逻辑明确、独立作业。平台应用框架图见图1。基础设施层:主要是为信息化设施提供安全、可靠的运行环境，包括中控室、机房及布设在内的设施设备，如机柜、备用电源、精密空调等。通过对现有的管理房、内部供电系统及其他基础设施进行升级改造，建成现代化的中控室和机房，并已通过等保二级备案。网络传输层:传输层是整个体系结构中的关键层次之一，利用互联网、水利专网等网络设施，负责向上层提供可靠的数据传输服务，将从数据接入层和业务数据层采集的数据存入各数据库。数据接入层:该层是整个平台数据采集的核心层，主要依靠自动化工控、水雨情监测、水质监测、视频监控、大坝安全监测等系统，实时采集闸门状态、水情水质信息、视频画面、工程安全动态等数据。业务数据层:该层主要是存储包括基础地理信息数据、工程属性、设施设备信息等各类业务数据。业务应用层:该层主要包括移动平台和业务系统。其中移动平台实现了水库移动化管理办公，采用物联网技术，在手机端实现水雨情、气象、工程运行监测、监控画面、调度运行、巡查、行政办公等多种业务应用信息的移动化管理。业务系统主要包括工程运行调度、运行安全监控管理、水库基础信息展示、维修养护管理、安全检查、水库行政办公管理等。用户层:用户层主要面向的是水库管理单位工作人员，通过权限分配为不同的管理人员设置合理的权限。集成平台自2017年投入运行以来，极大的提高了水库运行管理效率:一是将闸门、阀门等工情信息统一展现在平台首页，方便查阅和调度管理;二是实现水雨情、水质、大坝监测实时数据的读取，并进行统计分析，方便实时了解水库安全动态;三是将各路视频监控无缝接入，安防工作效率明显提升;四是平台展示了工程基础信息，实现了公文流转、订餐管理、培训统计等功能，实现无纸化办公且提高了办公效率;五是调度运行、隐患管理等模块实行电子化流程流转，事项处置闭环化，符合标准化管理理念;六是实现移动化办公和巡查，大大提升工作便捷性。

6结语

信息化技术在水利工程中的应用符合行业发展趋势，也是水利工程补短板、水利行业强监管的必然要求。闲林水库工程在浙江省水利工程标准化管理工作的指导下，在不断探索中建成的这套现代化管理平台，极大地提高了工程运行管理效率，也为其他工程的信息化建设提供参考。

参考文献:

［1］邱志章，朱连伟．水利工程标准化管理信息化建设模式构思与实践———以浙江省为例［J］．浙江水利科技，2019(1):54-56．

［2］浙政办发［2016］4号，浙江省人民政府办公厅关于全面推行水利工程标准化管理的意见［S］．

［3］付静，程益联．水利信息系统应用支撑平台探讨［J］．水利信息化，2014(5):1-4．

［4］王旭峰，金建峰，鲍红艳，等．水利工程标准化管理在闲林水库中的探索［J］．浙江水利科技，2016(5):14-16．

作者:刘红霞 周赵 单位:杭州市水库管理服务中心