南京浦口新城水利信息化綜合平臺建設之探討

孫在斌

(南京水利投資有限公司，江蘇南京 210048)

1 浦口新城概況及地區水文氣象條件

南京市浦口新城是南京市政府 2010年為實施“跨江發展”戰略，推進江南和江北統籌發展、主城和郊區統籌發展而規劃的建設新區。南臨長江，北枕老山，規劃范圍東至津浦鐵路，西至長江三橋連接線，南至長江，北至珍珠泉風景區規劃區、浦珠路、浦烏路，總面積約93 m2，核心區約27.5m2。新城枕山臨江，人文底蘊深厚，擁有“江、湖、泉、山、林、葦”優越的自然條件，呈“北部山體、中部丘陵、南部水網平原”地形特點，地勢呈北高南低之勢，是南京最能充分體現“山、城、江”生態格局的黃金寶地。

該地區屬長江水系，區域南部的長江是本區的主要水源地，主要河道南側定向河、北側鎮北河、中心地區的七里河、縱貫南北的豐字河和南圩十字河。長江大堤，設防洪水位 10.6m，區域內沒有污染性工廠，水文氣象環境良好。亞熱帶季風氣候區，雨季在年季、季節之間差異較大，豐枯明顯，降雨量分布不均。

據統計，浦口地區年平均降雨量1102.2mm，豐水年高達 1778.3mm（1991 年），枯水年僅 456mm（1978年）。

汛期（5～9月）平均降雨712.1mm。汛期最大降雨量1324.5mm（1991年），最小降雨量248.8mm（1978年）。歷史日最大降雨量301.9mm（2003年7月5日）。本地區平均徑流量2.62億m3。

按照南京市浦口新城總體規劃，浦口新城作為江北地區最具跨越性發展條件的地區，對于構建江北地區和浦口地區跨江發展核心承載區，打造現代濱江城市將起到重大作用。透過浦口新城總體規劃可以看出，水是貫穿整個區域的靈魂，沒有充足、干凈、可控的水，整個新區將失去應有的靈性。充足的水資源、合理的河網、可控制調節的水利樞紐、雨污管道分流、水質實時監測等措施的建立，是確保整個區域達到規劃目的的重要部分。

2 浦口新城涉水工程及水利信息化建設現狀

浦口新城正處于基礎建設階段，已規劃設計中包含新建七座泵站、一座河閘（七里河蓄水閘）、新修（整治）八條河道（見表1）。其中大部分建設項目于 2012年初開始施工，設計規劃中沒有水雨情監測點、水質在線監測點、低洼積水點等自動檢測站點布設，也未對整個新城的水利信息化進行任何考慮。

表1

圖1 浦口新城涉水工程及位置圖

尚在建設中的壩子窯等七座泵站，設計上只可進行本站獨立調水工作，沒有設計新城區域水情監控系統，按此設計，將來浦口新城的水利管理者很難獲知區域內其它河道水位信息及水質信息，從而無法在新城內利用水位差進行調水。當汛期強降雨發生時，獨立調水無法精確對區內整個調水管網的降雨量、內外河水位、引水流量、閘門水泵運行情況進行綜合分析，也無法對管網內狀況作出迅速、及時、準確的反應。泵站排水往往滯后，浪費人力和時間，區域內調水調度的執行情況得不到有效監督和控制，調水效果將大打折扣。

同時，由于沒有與周邊地區、市水利部門信息網絡相聯，各水利部門間信息不能有效傳輸，信息不能共享，浦口新城的水利管理人員更無法對管網外水情狀況作出迅速、及時、準確的反應。

因此，在現有泵站自動化控制系統的基礎上，有必要建立一個技術先進可靠、反應迅速、自動化程度較高的水利信息化綜合平臺。

3 水利信息化綜合平臺建設必要性

建立水利信息化綜合平臺，對已建各類自動化系統進行整合，為擬建自動化系統提供接口，通過建立泵閘站遠程集中控制系統，水情自動測報系統，積水點視頻監控系統，水質自動監測系統，來匯聚管理水雨情、工情、水質、流量等各類實時信息，為后續洪水預報、防汛決策、引水調度等綜合應用提供支持，使浦口新城新區的綜合調水調度管理水平躍上一個現代化高效運作的新臺階。其建設的必要性還表現如下。

3.1 浦口新城水利現代化建設的需要

建設水利信息化綜合平臺是《全國水利信息化規劃（“金水工程”規劃）》和《全國水利信息化“十一五”發展規劃》中明確的重點建設任務。一個先進可靠的自動化水利信息化綜合平臺不僅可以提升水利管理能力和現代化水平，推進水利從粗放管理向精細管理、從傳統管理模式向現代管理模式轉變，也是提高水利信息化整體水平的重要保障。

浦口新城的新水利系統建設還剛剛開始，盡早對水利信息化平臺的框架結構進行規劃，只有完善水雨情自動測報系統、水質自動監測系統、管網排水系統及泵閘站自動化監控系統等基礎系統的建設，才能實現后續防汛決策支持系統、水資源管理決策支持系統、水環境評價與調控系統的開發，為區域防洪除澇、水資源管理、調水改善水環境提供全過程和全方位支持，提高水利工程管理水平。

3.2 區域防洪除澇調度的需要

浦口新城在建水利工程站點只對閘門運行情況、泵站開機情況以及上下游水位監測進行了設計，未對雨情、地下管網排水等進行自動化監測，而上述信息的監測分析是防洪調度準確性、時效性的基礎。為實現防洪調度準確性、時效性必須在現有工程的基礎上建立水雨情報汛站網及排水口流量監測站，及時掌握水位、流量信息，建立區域水利信息資源共享平臺，為浦口新城、浦口地區乃至南京市防洪除澇調度提供全面的水、工情信息，為水環境改善及防汛安全提供保證，在防汛抗旱、水資源管理、水土保持、電子政務等工作中將發揮重要作用。

3.3 新區水資源統一管理和調水改善水環境的需要

浦口新區河網沿長江垂直分布于新區內，在非汛期可利用內河水位差從長江引水以改善內河水質。但目前對內河及長江河水水質沒有自動監測設備，無法對轄區內水系的水雨情、水質等多種因素進行綜合分析，為了更加科學、有效地改善內河水質，有必要建設一套水利信息自動化系統，及時掌握水質、水量信息，充分利用潮汐動力，促進骨干河道水體定向、有序流動，從面上帶動內河中小河道水體有序流動，使區域內泵閘調度更加科學合理。

4 目前已確定的建設總目標和總建設任務

根據目前浦口新城的水文、水利實際情況，以加強區域水雨情監測、河道水利工程監控管理、保障防汛安全為總體目標，整合現有信息化設備和系統，完善水利信息系統運行環境體系、信息采集與工程監控體系，建立防汛管理決策系統，提升新區水利信息化管理水平。

4.1 已確定的具體建設總目標

浦口新城防洪調度工程以實際需求為出發點，通過建立一座綜合性監控調度中心，以光纖網絡為鏈路，運用成熟先進的計算機技術、自動控制技術、傳感器技術、可視化技術開發一套適合浦口新城的水利信息化綜合平臺，來實現對轄區內沿線各泵閘、污水處理廠、景觀照明設施、生態綠化監視系統以及其它水環境監測設施的聯合調度運行，為實現浦口新城防洪興利，科學調水提供切實有效的科學手段。

由于浦口新城正處于開發建設初期，各類水利設施需要根據整體規劃分期分段進行，在水利信息的采集上還有諸多不確定因素需要在建設過程中加以確認和補充。因此，浦口新城水利信息化系統規劃應該是可擴展的、可補充的。按照統一規劃，分段實施的原則，建設上按時間分為兩個階段：2013年應完成原有設計規劃的各泵站、河道的信息化設計建設和水利信息化平臺的基礎建設，2014年—2015年基本完成整個信息化系統的基礎數據采集，完成基于基礎數據以GIS平臺的防汛決策調度應用。

4.2 2013年建設任務基本內容

2013年應完成信息化系統大部分基礎建設工作。

（1）建立數據匯聚中心。在壩子窯泵站設立浦口新城水利信息化綜合管理中心，建立綜合數據平臺，對已開工和將要開工的壩子窯等七座泵站的運行控制信息，水雨情信息，視頻監視信息等進行匯聚，為信息化平臺應用提供數據共享。

（2）建立集中控制系統。在綜合管理中心，利用統一的展示平臺，對在建7個泵站進行泵閘集中控制，視頻集中監視等管理，并預留今后其他泵站的接入點數。

（3）建立水雨情自動測報系統。在符合條件的河道布設水雨情監測站點，作為泵站水雨情信息的補充，為泵站排水調水提供準確依據，也為今后防洪決策調度支持系統積累數據。

按照新區規劃圖，除在各泵站建立水雨情監測外，還可在新區東北、西南角河道及長江出口處增加水雨情監測站點。

（4）建立視頻集中監控系統。建立統一的視頻集中監控系統平臺，將在建7個泵站視頻信息進行匯聚展示，并保證今后與新建泵站，市政、公安等已建視頻監控系統的對接。

（5）防汛會商室建設。建立防汛會商室，完成會商室裝修，安裝大屏幕拼接系統，會議系統等，以保證各管理部門對防汛決策的實時性需求。

（6）機房建設。初步建成水利信息化機房，完成機房裝修，安裝網絡設備、計算機設備、備用電源設備等，并預留今后擴展的空間，

（7）通信鏈路。在浦口新城基礎建設期間，可根據實際情況選擇自建或租用運營商光纖鏈路，將在建七個泵站與壩子窯總控中心相連。用于傳輸泵站自動化監控系統信息及視頻信號。租用光纖鏈路帶寬不低于4M。

河道水位雨量監測點與控制中心可采用無線通訊方式進行數據傳輸。

4.3 2014～2015年建設內容

該部分內容為水利信息化平臺總體設計中的后續建設內容。

（1）建立水質自動監測站。在七里河、定向河等關鍵河道分界點建立水質自動監測站對河道水質進行監測，作為水環境評價及調水依據。

（2）建立流量監測斷面。選擇七里河、定向河、豐字河等關鍵河道斷面進行流量監測，為預報調度應用模型提供科學依據。

（3）建立綜合展示平臺。利用 GIS系統、三維仿真系統對浦口新城內各類水利設施進行定位，將各類信息采用實時仿真建模軟件建立三維數字仿真模型，通過管理中心數據庫獲取最新數據信息，運用虛擬仿真技術建立先進、可靠、實用的三維數字化工程運行管理信息系統，提升水利工程運行管理水平。

（4）綜合業務開發。利用已有 WEB應用服務器及功能模塊，通過大屏幕拼接管理器，全面展示新區內河道信息、管理流程、泵站聯合調度、水情監測、預警與報警、視頻監控、資料整編、防洪調度預案、洪水預報等業務信息，為防洪優化調度管理提供決策支持。

5 結 語

建立一個技術先進可靠、反應迅速、自動化程度較高的水利信息化綜合平臺，通過控制調節的水利樞紐是實現穩定整個區域防汛排澇及景觀水位的基本工程保障。隨著信息社會的快速發展，國家和社會對水利信息資源的需求越來越廣，水利發展與改革對水利信息資源的要求越來越高，在城市化的建設中，水利信息化建設必將越來越被重視。

參考資料

[1]國家信息化領導小組關于我國電子政務建設指導意見

[2]全國水利信息化規劃（金水工程規劃）

[3]江蘇省水利信息化發展“十二五”規劃

[4]加快推進水利信息化資源整合與共享指導意見.水利部(2008年)