□畢東君 □袁福猛 □魏 剛(石山口水庫(kù)灌渠管理局)
石山口水庫(kù)位于羅山縣城南33.0km、淮河水系竹竿河支流小潢河的上游,控制流域面積306km2,占小潢河全流域785km2的39%,總庫(kù)容3.72億m3,是一座以防洪、灌溉為主,結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)殖及城市供水等綜合利用的大(2)型水庫(kù)。工程等級(jí)為2級(jí),主要建筑物有主壩、副壩、溢洪道、輸水洞、南干渠首閘、北干渠首閘及水電站等。運(yùn)行多年來(lái),各建筑物存在安全隱患。2006年初開(kāi)始對(duì)石山口水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固,目前完成竣工驗(yàn)收。
石山口水庫(kù)目前自動(dòng)化管理系統(tǒng)主要有:大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng);視頻監(jiān)控系統(tǒng)雖已實(shí)施,視頻點(diǎn)數(shù)量和位置亦能滿足安全管理需要,但不能實(shí)現(xiàn)信息共享;溢洪道、南干渠渠首、南干渠水泵站均已具備遠(yuǎn)程控制條件;北干渠渠首閘門和啟閉手動(dòng)控制柜已安裝調(diào)試完成,但不具備遠(yuǎn)程控制;水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)已經(jīng)建立,但系統(tǒng)所有水雨情的數(shù)據(jù),不能保存在水庫(kù)計(jì)算機(jī)上,而是通過(guò)GPRS方式,直接送到市水文局,水庫(kù)只能通過(guò)上公網(wǎng)直接瀏覽。辦公自動(dòng)化系統(tǒng)尚未建設(shè)。
依據(jù)水庫(kù)信息化管理需要,尚缺少水庫(kù)安全管理信息平臺(tái)、泄洪報(bào)警系統(tǒng)等內(nèi)容。
當(dāng)前,隨著我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,以及“以人為本”、“構(gòu)建和諧社會(huì)”執(zhí)政理念的貫徹落實(shí),對(duì)涉及公共安全的水庫(kù)大壩提出了更高的安全要求。2011年中央一號(hào)文件明確提出“推進(jìn)水利信息化建設(shè),全面實(shí)施‘金水工程’,加快建設(shè)國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)和水資源管理信息系統(tǒng),提高水資源調(diào)控、水利管理和工程運(yùn)行的信息化水平,以水利信息化帶動(dòng)水利現(xiàn)代化”。水利科技發(fā)展“十二五”規(guī)劃也把極端水事件預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)作為“十二五”期間重點(diǎn)突破和解決的科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)同時(shí)提出堅(jiān)持防汛抗旱并舉,實(shí)現(xiàn)由控制洪水向洪水管理轉(zhuǎn)變,由單一抗旱向全面抗旱轉(zhuǎn)變。推進(jìn)“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”是防洪保安、水資源保障、水環(huán)境保護(hù)的迫切需要,是保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的迫切需要,是實(shí)現(xiàn)人水和諧的迫切需要。
石山口水庫(kù)地處亞熱帶向暖溫帶、海洋向內(nèi)陸、山區(qū)向平原過(guò)渡地區(qū),降雨時(shí)空分布不均,年降水量的54.5%集中于汛期(6-9月)的幾次較大降水過(guò)程;水庫(kù)下游有主要城鎮(zhèn)、京九鐵路、寧西鐵路及滬陜高速公路、321國(guó)道等重要基礎(chǔ)設(shè)施都處于洪水威脅之中,是防洪的重點(diǎn)地區(qū)。
另外,灌區(qū)2萬(wàn)多公頃耕地由于缺少必要的灌溉條件,時(shí)常遭受干旱困擾。石山口水庫(kù)在防洪、灌溉、供水、發(fā)電、改善生態(tài)環(huán)境等方面發(fā)揮了巨大的作用。但水工結(jié)構(gòu)的潛在不安全也是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題和社會(huì)問(wèn)題,由于材料性能、施工中的人為等因素,隨時(shí)間推移,結(jié)構(gòu)存在老化、病變和裂縫、滲漏等問(wèn)題。這些缺陷或隱患若遇強(qiáng)降雨、特大洪水等極端事件,嚴(yán)重的將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞等災(zāi)難性事故。近20年來(lái)國(guó)內(nèi)減災(zāi)戰(zhàn)略的實(shí)施表明,在自然災(zāi)害預(yù)防、防備和減災(zāi)三項(xiàng)工作中,災(zāi)害預(yù)防工作最為重要。因此,在發(fā)生極端事件下,事前水利工程安全預(yù)測(cè)預(yù)警和事中應(yīng)急管理是解決當(dāng)前復(fù)雜的防災(zāi)減災(zāi)問(wèn)題的重中之重,而信息是關(guān)鍵。當(dāng)前水利工程信息化建設(shè)中在電子政務(wù)、防汛抗旱、水文系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)、水土保持監(jiān)測(cè)、應(yīng)急預(yù)案等方面做了大量工作,取得了一定成績(jī)。然而,大部分水利工程安全的信息化限于局部業(yè)務(wù)系統(tǒng),信息不對(duì)稱,水利工程安全預(yù)測(cè)預(yù)警能力差,專業(yè)的工程數(shù)據(jù)信息無(wú)法共享,在極端事件災(zāi)害環(huán)境下,造成水庫(kù)信息不全面、大壩安全不明確,無(wú)法實(shí)現(xiàn)水利工程應(yīng)急管理。大壩及建筑物安全直接關(guān)系下游城鎮(zhèn)安全,水資源的科學(xué)調(diào)度關(guān)系到水庫(kù)效益發(fā)揮,尤其是大型水利樞紐的影響更是巨大。這就需要對(duì)涉及公共安全的水利樞紐提出更高的安全要求。為合理調(diào)度水資源,就需要建立水庫(kù)管理綜合自動(dòng)化系統(tǒng),包括大壩安全實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)、水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)、閘門遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控系統(tǒng)、全天候視頻監(jiān)視系統(tǒng)、辦公信息共享系統(tǒng)和發(fā)布平臺(tái)等。尤其是水庫(kù)的實(shí)時(shí)可視化調(diào)度不僅能最大限度地發(fā)揮工程效益,而且對(duì)防災(zāi)減災(zāi)具有巨大意義。
實(shí)現(xiàn)水庫(kù)運(yùn)行管理綜合自動(dòng)化不僅可以快速、及時(shí)采集到各種必要的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),而且能大大提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精確性、實(shí)用性,保證大壩和水庫(kù)運(yùn)行信息準(zhǔn)確、可靠、及時(shí)。為大壩安全和水庫(kù)科學(xué)調(diào)度、有效運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù),以確保大壩上下游地區(qū)的人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。水庫(kù)大壩實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警、水情遙測(cè)預(yù)報(bào)調(diào)度及閘門遠(yuǎn)程可視化監(jiān)控、全天候視頻監(jiān)視、辦公信息共享和發(fā)布的平臺(tái)建立,對(duì)水庫(kù)的優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行創(chuàng)造了條件,為推動(dòng)水庫(kù)科學(xué)化、現(xiàn)代化管理具有非常重要的意義。同時(shí),能充分利用水資源,使水庫(kù)能充分發(fā)揮最大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,也必將給水庫(kù)管理單位和下游人民帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益,而社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益更是無(wú)法估量的。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通訊系統(tǒng)、3S系統(tǒng)等技術(shù)的廣泛應(yīng)用,區(qū)域性水庫(kù)信息化管理和可視化聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)工程建設(shè)是可行的,這項(xiàng)工程的建成對(duì)信陽(yáng)市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將會(huì)起到較大的促進(jìn)作用。
水庫(kù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)(控)信息是水庫(kù)防洪安全、興利調(diào)度的基礎(chǔ)信息,也是水利工程實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理、發(fā)揮工程綜合效益的關(guān)鍵。建設(shè)石山口水庫(kù)樞紐工程安全運(yùn)行管理綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的目標(biāo)是建立一套快速及時(shí)、準(zhǔn)確可靠、先進(jìn)實(shí)用、高度自動(dòng)化的流域水雨情信息、工程安全信息、閘門監(jiān)控信息、實(shí)時(shí)圖像信息的采集、監(jiān)測(cè)(控)與管理自動(dòng)化系統(tǒng),并通過(guò)公網(wǎng)或?qū)>W(wǎng)與河南省水利廳(防辦)等上級(jí)主管部門相關(guān)網(wǎng)站相連,達(dá)到資源共享。在充分利用現(xiàn)有的工程措施的基礎(chǔ)上,為防洪減災(zāi)、水資源優(yōu)化配置等提供決策支持,進(jìn)一步提高管理決策速度和水平,提高工程的運(yùn)行效益。綜合調(diào)度自動(dòng)化管理系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到立體可視化管理,做到洪水科學(xué)調(diào)度、大壩實(shí)時(shí)安全監(jiān)控,有效預(yù)警大壩未來(lái)的安全性態(tài),合理控制壩前水位,提高水資源利用率,充分發(fā)揮工程效益,進(jìn)一步增強(qiáng)“三分建設(shè)、七分管理”的水利工程理念。