大隆水利工程管理局信息化建設技術要求

王槐南 邢向峰 馬廣平

（大隆水利工程管理局 海南三亞 572022）

1 前言

大隆水庫是一座大（Ⅱ）型水庫，總庫容4.68億m3。大隆水庫在建設期獲得了水利工程最高榮譽獎——大禹獎以及建筑工程最高榮譽獎——魯班獎等國家級獎項，這在海南省水利工程建設中屬首例。2009年9月三亞市成立大隆水利工程管理局，管轄大隆和抱古（中型）兩座水庫及相應配套工程，從此大隆水庫進入管理階段。為極大的提升水庫管理的信息化、現代化管理水平，本單位在建設期洪水調度系統的基礎上，建設大隆水利工程管理局信息化管理平臺。平臺內容包括：雨情監測系統、水情監測系統、工情監測系統、洪水預報系統、洪水調度方案及評估系統、泄洪3D 演示系統、安全元素管理系統和信息查詢系統，從原有的兩個子系統升級到八個子系統。

2 系統結構

大隆水利工程自動化管理系統主要由八個子系統組成，見圖1。各系統間相互關系如下：雨情、水情、工情等監測系統負責觀測基礎數據，經由洪水預報系統、洪水調度方案評估系統處理，展示在泄洪3D 演示系統、信息查詢系統。安全元素系統則作為安全管理的輔助系統。

自動化管理系統由監測控制層、網絡層、數據層、平臺層、業務層和表現層六個層次組成。系統整體層次架構如圖2所示。

3 信息化建設技術要求

面對復雜多變的洪水，提出了一系列的技術要求，力圖全方位掌握洪水信息，建立一個以洪水調度為核心的決策支撐體系，保障下游人民生命財產安全和水庫大壩安全，實現科學管理水庫的目標。

3.1 雨情監測系統

①按照《水文自動測報系統技術規范》和流域具體情況，科學合理布置降雨觀測站點，如圖3所示。

②完成各站降雨要素基礎觀測。

③繪制降雨量等值線圖，找出暴雨中心，測算暴雨中心至庫區的距離。

④繪制流域降雨強度（每小時）加權平均柱狀圖和暴雨中心區（包含三個以上雨量觀測點）降雨強度加權平均柱狀圖。

⑤與歷史雨型比較，根據降雨強度和氣象預報降雨量，推薦三個以上相似雨型。

3.2 水情監測系統

①反映大隆水庫、抱古水庫、南塔電站、抱古水陂、崖城大橋水位。

②反映南塔電站大壩、抱古水陂、崖城大橋的過流量過程。

③從崖城大橋水位變化趨勢分析漲、落潮的趨勢和流量過程。

④大隆水庫入庫流量過程（趨勢），并用成果圖表反映。

⑤入庫流量過程與歷史典型洪水過程比較，找出三個以上相似（趨勢和預報靜態總洪量相似）的過程。

圖1 系統組成

圖2 自動化系統整體層次架構

圖3 流域內遙測站點分布圖

3.3 工情監測系統

①反映兩座水庫巡查成果（內容包括大壩、溢洪道、放水涵、發電站）；反映導流隧洞封堵段裂縫及滲流情況成果。

②反映兩座水庫大壩外觀沉降量和內觀成果（浸潤線與安全極限線）。③反映預測水位狀態的浸潤線及大壩安全狀態。④浸潤線梯度（滲透坡降）的分析及安全狀態。

3.4 洪水預報系統

①靜態預報。只對洪量（預報降雨量與集雨面積、徑流系數的積）估算，水量與庫容疊加找對應水位（適用于沒有泄洪的條件下）。

②動態預報。根據天氣因素（氣象預報和衛星云圖），前期降雨過程及趨勢，預測未來時段的洪水過程（洪峰流量、洪峰出現的時間及洪量）。

建立雨型和洪水過程對應數據庫，預報方法采用歷史典型洪水過程（單位線）或是前期雨型與其相關經驗洪水過程，并參照前期入水庫洪水流量過程修正。

3.5 洪水調度方案評估系統

①分析對調度最有利、最不利、一般情況的雨型對應的預測洪水過程下，推算壩前水位，并分析相應的大壩安全狀態。

②在大壩安全的前提下分析各方案中下泄洪水引起下游的淹沒風險程度。

③采用概率樹方法評估各方案得分，并做優劣排列。

3.6 泄洪3D 演示系統

①建立大隆水庫大壩以下河道及兩岸（風險區）3D 地形圖。

②演示泄洪的宣泄過程并反映抱古水陂、立番橋、西環鐵路橋、萬代橋、崖城大橋、西線高速公路橋（河口）處的特寫鏡頭，反映泄洪洪峰達到的時間和其淹沒高程。

③反映各種泄洪量的淹沒面積。

④演示50年一遇的洪水泄洪淹沒狀態。

3.7 安全元素管理系統

（1）建立管理局安全元素管理的責任框圖，明確各元素的管理科室，管理崗位。

（2）安全元素狀態判別指標（定性或定量）。

（3）風險對應措施（工程和非工程類）。

（4）狀態警示和恢復安全狀態的信息警示流程。

3.8 信息查詢系統

由雨情系統、水情系統、工情系統及安全元素管理系統集成的信息平臺，在三亞市大隆水庫控制中心辦公樓水情辦公室、正、副局長、總工辦公室設信息平臺終端，可24小時訪問，并自動完成各種成果報表。

4 結語

根據上述技術要求，相應的軟件系統已基本建成，并在水庫防洪工作中發揮了重要作用。作為操控系統的主體，分析人員需要形成從數據采集到數據分析和成果運用的一體化意識，避免將完整的信息過程人為割裂。

1 SL61－2003，水文自動測報系統技術規范［S］.

2 SL258－2000，水庫大壩安全評價導則［S］.

3 寧振平.搞好洪水優化調度充分利用水資源［J］.河北水利水電技術，1999（02）：28－29.

4 包為民.水文預報［M］.北京：中國水利水電出版社，2006.