水利工程管理自動化研究

劉博

【摘 要】當前，自動化控制系統(tǒng)在現(xiàn)代的水利工程管理中廣泛應用，大幅提升了管理水平，確保了水利工程管理的健康穩(wěn)定發(fā)展。本文首先對水利工程管理方式的發(fā)展過程進行了闡述，另外，結合水利工程管理中當前存在的相關問題進行了探討，并就如何提高水利工程管理從軟件和硬件兩方面提出了措施。

【關鍵詞】水利工程；管理；自動化；措施

引 文

我國農業(yè)發(fā)展的命脈就是水利工程，尤其是在當前農業(yè)發(fā)展的形勢下，水利工程的左右至關重要，所以，提高水利工程建設對于實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化信息化的轉型意義重大。建設是水利工程建設的根本，管理是關鍵所在，要采取切實的措施來對水利工程管理中的問題進行解決，以保證水利工程的建設質量。

一、水利工程管理方式的發(fā)展

近年來，社會飛速發(fā)展，時代變化迅猛，再這樣的形勢下，水利工程的管理方法、管理內容、管理方式都要隨之改變。在我國，唐代時就針對水利工程的執(zhí)行頒布了《水部式》等法規(guī)，明確規(guī)定了灌溉制度、分水比例、工程維修、管理行政等相關內容。上世紀中葉，新建水利工程大都配備了相應的管理機構進行監(jiān)督，確保了水利工程管理工作有條不紊的進行。到1954年，在一些重點型的水利工程中，開始實行管理規(guī)范進行管理，并為了提高管理水平組織了長期的人員培訓，以后，這些制度開始逐步在其他水利工程中推廣。為了實現(xiàn)對水利工程的更加合理的分級管理，在1956年，我國開始對水閘、水庫等進行級別標準的劃分。到1970年左右，對于永定河官廳水庫的水質污染問題進行了綜合治理，水利工程管理工作的新重點開始向保護水質轉變。80年代初，水利工程的管理開始向“安全、效益、綜合經營”等方向發(fā)展，水電站的管理初步形成了“安全、經濟、多發(fā)多供”的模式。到1983年，國家執(zhí)行新的“加強經營管理，講究經濟效益”的水利工作方針，把水利工作的重心轉移到提高經濟效益上來，要求改造現(xiàn)有的水利工程進行技術，加強經營管理，以此提高經濟效益。80年代后，計算機和短波、微波通訊開始被使用在防汛和調度系統(tǒng)中，部分大型的水利工程采用優(yōu)化調度方式，工程較多的水電站實行聯(lián)合優(yōu)化調度，河流泥沙多的水庫中采用“蓄清排渾”的調度方式，以此延長水庫壽命。隨著我國自動化信息化技術的不斷發(fā)展，水利現(xiàn)代化建設進程的不斷加快，水利工程建設管理由傳統(tǒng)的經驗管理，開始轉換為現(xiàn)代化、自動化、智能化的管理。

二、水利自動化工程管理存在的問題

目前，雖然我國有著越來越成熟的水利自動化信息化技術，但依舊有一些問題存在，主要有以下幾點：首先，統(tǒng)一規(guī)劃缺乏。我國水庫最大問題的存在就是統(tǒng)一規(guī)劃的缺乏，比國外來說，我國水利系統(tǒng)的自動化技術建設起步較晚，大多水利工程管理人員對傳統(tǒng)的運營模式習慣性遵循，就難以形成統(tǒng)一的規(guī)劃，使水庫的聯(lián)網管理無法實現(xiàn)。其次，監(jiān)測手段和管理模式相對落后。目前，我國已建的一些大型水庫，大都建筑于年降水量較大的地區(qū)，難以控制梅雨季節(jié)的水量，在水災時期有安全隱患存在著，使安全事故極易引發(fā)，要將我國的水庫對水位、雨情的監(jiān)測能力提高，使安全隱患進一步消除。最后，水庫綜合自動化系統(tǒng)不能形成統(tǒng)一的網絡。水庫涉及水量、水質、水情等信息，信息量大，水庫對這些信息沒有一個統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，也沒有能夠形成統(tǒng)一的網絡管理，就無法實現(xiàn)信息共享，從而給水資源的調度、統(tǒng)一配置和管理造成了困難。

三、提高水利工程管理水平的措施

水利工程管理這個工作較為長久，為了使水利工程保證高效安全的運行，提高水利工程的管理水平，需要從加強軟件要求和注重硬件建設這兩方面入手。

（一）建立服務于水利工程管理的信息化、數(shù)字化、智能化的軟件系統(tǒng)

在實際的水利工程中，一般結合可編程序控制器PLC和組態(tài)軟件相，設計水利工程的控制系統(tǒng)，它能夠將水利多閘門管理的自動化水平有效地提高。水利工程管理軟件會對大量數(shù)據(jù)的存儲與處理涉及到，要使自動化管理實現(xiàn)，就要建設基礎的數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)信息的共享。自動化控制中，必然少不了使用新技術，現(xiàn)如今隨著信息技術的發(fā)展，應用廣泛的新技術主要有如下幾個方面：第一，數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)庫就是指數(shù)據(jù)的集合，用來描述一個或者多個相關組織的活動。它不僅可以實現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理有關的功能，還能夠實現(xiàn)地圖、空間數(shù)據(jù)、多媒體、矢量信息數(shù)據(jù)的存儲和管理，采用分布式數(shù)據(jù)庫技術，從兩點數(shù)據(jù)分步式共享到多點數(shù)據(jù)分步式共享。第二，視頻監(jiān)控技術。視頻監(jiān)控主要用來對遠程地點或者重要區(qū)域監(jiān)視和控制，通過視頻采集設備對視頻文件實時采集，并同時傳輸給監(jiān)控中心，實時動態(tài)地報告被監(jiān)測點的情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行處理，在水利自動化工程中視頻監(jiān)控技術得到了廣泛的應用。第三，空間信息技術。空間信息技術包括航天航空遙感、衛(wèi)星通信、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)等專業(yè)技術領域，航天航空遙感、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)被統(tǒng)稱為3S，技術它以地理信息系統(tǒng)為核心，實時采集、處理、分析空間數(shù)據(jù)等。

對信息化、自動化硬件設備合理選用

自動化系統(tǒng)的基礎就是PLC，在水利工程自動化控制系統(tǒng)的設計中，一般對可編程序控制器（PLC）、上位機組態(tài)軟件和現(xiàn)場檢測儀表結合的模式采用，PLC的編程軟件采用西門子公司的STEP7-Micro/WIN32編程軟件，上位機軟件采用組態(tài)王和WinCC相結合的模式。以實際工程為例，基于DSP的水利工程閘門自動化管理系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示。合理配置技術與設備，盡量選用國產信息化和自動化設備，現(xiàn)代國產設備的功能、穩(wěn)定性和可靠性都比較好，可以滿足自動化控制系統(tǒng)的需要，采用國產設備能夠有效地降低投資費用，以及運行維修的成本，不僅提高了系統(tǒng)的性價比，也提高了我國的自動化信息化水平。

四、結束語

到目前為止，我國已建水利工程眾多，為了使水利工程的管理水平提高，需要對軟件要求不斷加強，建立用于水利工程管理的智能化的軟件系統(tǒng)，同時對硬件建設注重，對自動化、信息化的硬件設備合理選用，設計人員也需要不斷學習新技術，將新興的信息技術應用于水利工程中，不斷提高水利工程的自動化管理水平。

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