滕振敏

（崇左市左江治旱工程管理中心，廣西 崇左 532200）

1 工程概況

馱英水庫位于廣西崇左市寧明縣那堪鄉(xiāng)垌中村上游約6 km，珠江流域西江水系明江支流公安河上游河段，壩址下游距那堪鄉(xiāng)28 km，距寧明縣城約115 km，是一座以灌溉、供水為主，兼顧發(fā)電等綜合利用的大（2）型水庫。水庫正常蓄水位228 m，總庫容2.28億m3，有效庫容1.6億m3。新建馱英灌區(qū)灌溉范圍涉及江州區(qū)、扶綏縣、寧明縣共21 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)127 個(gè)行政村，灌溉面積84.12 萬畝，工程總干渠長41.26 km，4 條干渠總長202.1 km，64 條支渠總長442.67 km。

2 綜合管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

馱英水庫及灌區(qū)綜合管理信息系統(tǒng)的總體框架由7 個(gè)層面、兩大保障體系、4 類服務(wù)對(duì)象構(gòu)成。其中7 個(gè)層面包括信息采集、信息傳輸、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用支撐、業(yè)務(wù)應(yīng)用和應(yīng)用交互；兩個(gè)保障體系包括信息安全體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系；4類服務(wù)對(duì)象包括水行政主管部門、社會(huì)公眾、取用水戶和政府相關(guān)職能部門等。系統(tǒng)各個(gè)組成部分間由標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議與接口結(jié)合為一個(gè)有機(jī)的整體。

（1）信息采集層。本項(xiàng)目涉及的數(shù)據(jù)資源來源于整理錄入和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，這些信息不僅包括水情、雨情以及水量等遙測站監(jiān)測信息，還包括閘門、泵站、大壩等工程的視頻監(jiān)控信息，同時(shí)需要接入氣象信息和歷史水文信息。所有數(shù)據(jù)相關(guān)的接入過程均包括在采集層中，這些數(shù)據(jù)資源按規(guī)約或一定的格式通過特定的傳輸途徑接入到整個(gè)信息化系統(tǒng)中，供相關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)整合使用。

（2）信息傳輸層。傳輸層主要是為中心站與管理所、現(xiàn)場監(jiān)控（監(jiān)測）站之間的數(shù)據(jù)、圖像等各種信息提供可靠的傳輸通道，完成所采集及監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸。根據(jù)數(shù)據(jù)的內(nèi)容、獲取頻次、數(shù)據(jù)量、時(shí)效性、安全性、成本等要求，不同的數(shù)據(jù)類型選取不同的傳輸媒介，包括GPRS、GSM、電信部門公網(wǎng)、自建光纖等。

（3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)層。以中心站為中心，采用統(tǒng)一的主流協(xié)議和星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為水庫及灌區(qū)信息采集、傳輸、處理、服務(wù)與共享提供主要的基礎(chǔ)支撐平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

（4）數(shù)據(jù)資源層。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理平臺(tái)的基礎(chǔ)上，對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理、維護(hù)，是保障整個(gè)信息系統(tǒng)完整構(gòu)建以及良好運(yùn)行的決定性因素。采取面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模理論與方法，對(duì)馱英水庫及灌區(qū)工程的信息資源進(jìn)行整體規(guī)劃建設(shè)，建設(shè)大數(shù)據(jù)綜合管理數(shù)據(jù)庫，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的空間、屬性、業(yè)務(wù)關(guān)系的一體化管理。

（5）應(yīng)用支撐層。采用多種先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的方式，為馱英水庫及灌區(qū)工程各業(yè)務(wù)應(yīng)用提供統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境，為上層應(yīng)用建設(shè)提供基礎(chǔ)框架和底層通用服務(wù)，為數(shù)據(jù)存取和數(shù)據(jù)集成提供運(yùn)行平臺(tái)，相關(guān)建設(shè)內(nèi)容包括軟件環(huán)境建設(shè)、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享與交換、數(shù)據(jù)維護(hù)與管理系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)以及二三維一體化基礎(chǔ)平臺(tái)。

（6）業(yè)務(wù)應(yīng)用層。綜合運(yùn)用聯(lián)機(jī)事務(wù)處理技術(shù)、組件技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）、決策支持系統(tǒng)（DSS）等技術(shù)，與灌區(qū)專項(xiàng)業(yè)務(wù)相結(jié)合，構(gòu)建的先進(jìn)、科學(xué)、高效、實(shí)用的灌區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。

（7）應(yīng)用交互層。針對(duì)面向用戶對(duì)象的不同，分為對(duì)內(nèi)和對(duì)外兩種類型的門戶，對(duì)內(nèi)主要是工程管理單位、水行政主管部門的用戶，對(duì)外主要是面向取用水戶、政府相關(guān)職能部門以及其他的社會(huì)公眾用戶。

（8）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)遵循水利信息化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類、數(shù)據(jù)類、通信類、運(yùn)行管理類的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

（9）安全保障體系。安全保障體系是保障系統(tǒng)安全應(yīng)用的基礎(chǔ)，包括物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全及安全管理等。

3 綜合管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用方向

（1）工程安全的實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過建立工程安全監(jiān)測系統(tǒng)，采用電子測量技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信及軟件技術(shù)的集成化作業(yè)實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)化管理，提高監(jiān)測的實(shí)時(shí)性和可靠性，和人工巡視檢查互為補(bǔ)充，通過通信通道將監(jiān)測數(shù)據(jù)和人工巡檢結(jié)果上傳至工程監(jiān)測中心，進(jìn)行綜合分析。

（2）積累長系列監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的配水調(diào)度。利用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)大量當(dāng)?shù)厮垂こ痰乃?、雨情、氣象等信息?shù)據(jù)全面、快速、準(zhǔn)確地采集、傳輸和分析，并以此作為依據(jù)，合理確定灌區(qū)各節(jié)點(diǎn)的用水量，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)內(nèi)水資源的統(tǒng)一配置、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理，提升水資源綜合利用效益。

（3）完善防洪預(yù)警管理體系。防洪預(yù)警主要包括水庫及灌區(qū)洪水預(yù)報(bào)、防洪形勢分析、防汛調(diào)度預(yù)案等內(nèi)容，通過信息化系統(tǒng)，以加強(qiáng)防汛指揮的科學(xué)性和提高防汛調(diào)度決策的時(shí)效性、準(zhǔn)確性為主要目的，進(jìn)一步促進(jìn)灌區(qū)防汛工作逐步從被動(dòng)向主動(dòng)轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)在抗洪搶險(xiǎn)救災(zāi)中的快速反應(yīng)能力，提高灌區(qū)防汛指揮決策水平。

（4）實(shí)現(xiàn)閘（泵）監(jiān)控的智能化。灌區(qū)考慮按“無人值班，少人值守”運(yùn)行管理要求進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用分層分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)閘門、泵站的現(xiàn)地和遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)用水控制和提水調(diào)度，對(duì)灌區(qū)水流形態(tài)、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)灌區(qū)的運(yùn)行工況，減少管理人員的配置。

（5）實(shí)現(xiàn)水量精細(xì)化調(diào)度與優(yōu)化控制。根據(jù)水資源量分析預(yù)測和分配方案，建立輸水系統(tǒng)供水方案的數(shù)值模擬模型，優(yōu)化輸水工程控制系統(tǒng)調(diào)度方案，并根據(jù)需水單位的用水特點(diǎn)和性質(zhì)，建立水資源優(yōu)化配置模型，結(jié)合水資源調(diào)度模擬模型，進(jìn)行水資源實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度與管理控制，并運(yùn)用水質(zhì)計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)突發(fā)水污染事件情況下的水資源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)水資源精細(xì)化管理，促進(jìn)水資源科學(xué)高效利用，保障供水安全。

（6）大壩瀝青混凝土心墻施工質(zhì)量全過程實(shí)時(shí)監(jiān)控。針對(duì)大壩施工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，重點(diǎn)監(jiān)控瀝青混凝土心墻鋪筑及碾壓過程，通過安裝碾壓質(zhì)量實(shí)時(shí)采集設(shè)備和手持?jǐn)?shù)據(jù)采集設(shè)備，對(duì)水庫大壩瀝青混凝土心墻建設(shè)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)測，結(jié)合工程虛擬三維模型，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的快速反饋控制，全面系統(tǒng)保障大壩施工質(zhì)量。同時(shí)對(duì)干支渠及其配套設(shè)施施工工程進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)督管理，確保工程施工協(xié)調(diào)并進(jìn)，保障全套工程施工的質(zhì)量和進(jìn)度。

（7）工程全生命周期智能建設(shè)管理與維護(hù)。對(duì)水庫大壩及灌區(qū)工程建設(shè)和維護(hù)的全過程進(jìn)行信息查詢、跟蹤、分析、預(yù)警等智能化工程建設(shè)管理和工程運(yùn)行維護(hù)管理，包括招標(biāo)、合同、資金、進(jìn)度、質(zhì)量、安全、設(shè)計(jì)、專項(xiàng)、驗(yàn)收、檔案等工程建設(shè)管理各個(gè)環(huán)節(jié)工作和各方面內(nèi)容，以及工程定期檢查和維修系統(tǒng)化管理，保障工程體系全生命周期管理與安全。降低工程風(fēng)險(xiǎn)和維護(hù)成本。

4 結(jié)語

綜上所述，該項(xiàng)目的建設(shè)將充分體現(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)性、設(shè)計(jì)規(guī)范性、應(yīng)用智能性，構(gòu)建并打造我國復(fù)雜水利工程智能監(jiān)測與優(yōu)化調(diào)度管理的信息化示范工程，全方位提升工程建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)管理的技術(shù)水平與工作效率，保障工程建設(shè)與運(yùn)行管理安全。同時(shí)，系統(tǒng)建設(shè)也有利于進(jìn)一步提升水資源綜合利用效率和效益，促進(jìn)水質(zhì)保護(hù)和生態(tài)安全，為建設(shè)灌區(qū)親水性健康河湖環(huán)境提供保障。