淇河盤石頭水庫工程信息化系統建設

□李 英

（鶴壁市盤石頭水庫建設管理局）

1 項目概況

盤石頭水庫位于鶴壁市西南約15 km 的衛河支流淇河中游，是《海河流域綜合規劃》選定的以防洪、工業及城市生活供水為主，兼顧農田灌溉、結合發電、養殖等綜合利用的大型水利樞紐工程。總庫容6.08 億m3，屬大（2）型水庫，主要建筑物有混凝土面板堆石壩、非常溢洪道、輸水洞、電站和兩條泄洪（兼導流）洞。大壩壩型為混凝土面板堆石壩，最大壩高102.20 m。盤石頭水庫工程于1999年底開工建設，2005年12月主體工程完工，2007 年6 月底下閘蓄水。隨著信息化技術的發展，水庫閘門工情、安全監測、洪水預報等系統的自動化水平遠遠滿足不了目前大型水利樞紐工程管理的需求。2015年底水利部批復《河南省淇河盤石頭水庫工程設計變更報告》，其中盤石頭水庫信息化建設設計變更是其重要建設內容之一，批復投資1 061萬元。建設內容包含水庫自動化系統和水庫綜合信息化管理系統兩部分。項目于2016 開始建設，2017 建設完成投入使用。

2 建設目的

結合盤石頭水庫運行管理需要，建立盤石頭水庫信息化綜合管理系統。將庫區各類監測信息接入到水庫現場管理處和遠端市區辦公的盤水頭水庫建設管理局，利用計算機網絡技術、3S 技術、中間件技術等，實現流域水雨情信息、閘門工情、大壩安全監測信息、視頻監控信息以及空間數據等的匯聚整合、共享交換等功能，并基于此構建包含數據管理系統、水庫安全運行監管系統、水庫預報調度決策支持系統等內容的水庫綜合業務管理系統，形成盤石頭水庫信息化管理統一的服務平臺，在各種情況下準確、可靠、迅捷的做出反應，達到實時監控的目的。同時支持監控臺上監視終端顯示、綜合顯示屏顯示功能，為水庫防汛抗旱、調度、工程運行管理提供技術支持，滿足水庫日常辦公及現代化管理需要。

3 建設內容

盤石頭水庫工程信息化建設基礎設施包括閘閥計算機監控系統（含管理處中控室）、視頻監控系統、安全監測自動化系統、流量監測系統、網絡通信、機房及配套軟硬件系統、會商系統。主要建設和完善內容有以下方面：

建設完整的閘閥計算機監控系統，將現有1號和2號泄洪洞的PLC現地控制柜和配套啟閉機傳感器進行更新，為泄洪道1 號和2 號錐閥增加PLC 控制系統，將更新的非常溢洪道PLC控制系統接入新建水庫有線網絡和管理系統。

通過新建的有線網絡將所有安全監測數據由MCU設備上傳至管理處，并配套1 臺工作站及1 套安全監測數據采集、管理、分析軟件作為系統終端。

新增大壩、非常溢洪道、1號和2號泄洪洞、輸水洞1號和2號支洞錐閥、碼頭等處的視頻監控點，更新庫區原有視頻監控點，組建完善、先進的數字視頻監控系統。

在供水渠道工農渠出口處和2號電站尾水渠建設流量計，可計量水庫的出庫流量。對2 號電站進口管道流量計進行遠端傳輸改造。

在管理處機房原址更新機房設備并對機房進行重新裝修，選擇臨近機房的房間建設中控室，作為管理人員對現場進行日常管理、監控的場所。

將原管理處會議室改造為會商中心，實現與盤石頭水庫建設管理局和省水利廳的視頻會商功能。

在庫區敷設環形光纖專網，將各重要控制節點和管理處連接起來，實現監測、監控數據的實時傳輸和指令的上傳下達。

建設完整的水庫信息化綜合管理系統，集成新建或改造后的自動化監控系統，實現安全監測、流量等的自動采集、查詢、分析，閘閥工情監控、查詢與控制，監控視頻的查看、回訪與存儲，洪水預報、水庫綜合優化調度及自動化辦公等內容。

4 項目建設成果

系統建成后，分為5大系統、18個子系統，51個管理目標，基本涵蓋了水庫管理的各個方面。

4.1 安全運行監管系統

4.1.1 工程信息管理

包括水庫基礎信息、水文特征信息、水工特征信息、水庫調度原則和水庫工程資料管理5個目標，實現編輯、查詢、展示等功能。

4.1.2 運行監測預警

包括安全監測、閘門工情、流量、水雨情、視頻監控管理和氣象信息服務6 個方面。其中安全監測預警實現大壩安全監測信息采集、報警、分析預報等；閘門工情監測預警實現對水庫閘門實時和歷史工情監測信息的查詢、分析、預警、地圖標注等，以圖表文展示。流量監測預警實現對用水量進行實時和歷史監控、復核、統計。水雨情監測預警實現水位、雨量查詢、面雨量分析、水雨情報警。視頻監控管理實現實時監控、歷史視頻查詢與導出。氣象信息服務實現天氣預報、雷達回波圖等數據的接入。

4.1.3 安全巡查管理

實現巡查計劃、巡查人員、巡查記錄及定位、巡查考核和巡查信息統計分析等管理目標。

4.1.4 工程運維管理

實現維護方案編制、維護計劃制定和實施報表查詢等。

4.1.5 精細化管理

實現安全元素和千分制考核管理目標。

4.2 水庫預報調度系統

4.2.1 水庫洪水預報實現人工干預洪水預報、洪水自動預報、實時洪水跟蹤和洪水預報方案管理目標。

4.2.2 水庫綜合優化調度

實現水庫調度信息管理、水庫調度計劃編制和水庫實時調度目標。

4.3 三維仿真系統

4.3.1 三維仿真模型

實現三維數字化模型庫展示和工程屬性信息庫的編輯等。

4.3.2 基礎信息查詢

實現基礎屬性信息查詢和實時監測信息查詢。

4.3.3 三維場景搭建及交互漫游實現一個和多個場景元素在一個窗口中顯示，實現對重要水工建筑物工程等場景多種方式漫游。

4.4 日常業務管理系統

實現個人辦公、收發文、值班、考勤、檔案、物資與設備、門戶網站管理等目標。

4.5 移動應用系統

4.5.1 移動OA實現個人事務處理、行政辦公和知識管理功能。

4.5.2 電子地圖

實現移動設備瀏覽庫區電子地圖和常規地圖操作功能。

4.5.3 監測信息實現移動端對水雨情信息、水利工程信息、大壩安全監測

信息和水閘工情信息的顯示和查詢等功能。

4.5.4 視頻監控

移動端對視頻監控信息查詢、顯示等功能。

4.5.5 工程信息

移動端對水庫基本資料的在線查詢、查看功能。

4.5.6 通知公告

移動端內部重要通知公告的發布與推送。

4.5.7 通訊錄

實現對管理人員日常辦公電話薄信息的整合和統一管理。

5 亟待完善提升問題

5.1 水雨情采集系統的完善和提升

雖然目前盤石頭水庫水情自動測報系統做到了水雨情的實時監測、實現了水庫的信息化和現代化管理。但由于盤石頭水庫沒有自身的水雨情監測點，系統采用的監測點是河南省水文局在流域內布置的監測點，從河南省水文局的遙測系統中接入。測點數量和分布是否符合水庫流域特征尚需通過實際發生的水文數據進一步校驗，以提高采集系統的科學性，同時需爭取資金，建立自身的測點，通過海事衛星等先進的傳輸方式進行信息采集。

5.2 洪水預報精度需進一步提高

由于缺少有效的歷史洪水資料，此次洪水預報模型采用的是新安江模型，下步將根據盤石頭水庫實際情況，研究適合盤石頭水庫所在流域水文、氣象、地理特性及有關水文資料，論證選用適于該流域水文特性的洪水預報模型，完成洪水預報模型的參數率定及預報方案編制，根據研制的洪水預報方案，編制相應的實時預報軟件，通過對實時數據的處理，在較短的時間內做出實時洪水預報。

5.3 安全監測系統中預警值的設定

盤石頭水庫安全監測系統范圍包含泄洪洞、雞冠山、主壩、非常溢洪道和輸水洞，共布置19個數據采集單元、31個數據采集模塊，接入傳感器測點數297 個。目前能實現監測數據采集、傳輸、儲存及處理自動化，但各監測點的預警值目前均沒有設定。下步需根據國家大壩安全監測規范要求，通過日常觀測記錄建筑物變化規律，與設計部門共同確定各測點的預警值，以便系統及時做出報警反應。