大隆水利工程管理局信息化建设技术要求

王槐南 邢向峰 马广平

（大隆水利工程管理局 海南三亚 572022）

1 前言

大隆水库是一座大（Ⅱ）型水库，总库容4.68亿m3。大隆水库在建设期获得了水利工程最高荣誉奖——大禹奖以及建筑工程最高荣誉奖——鲁班奖等国家级奖项，这在海南省水利工程建设中属首例。2009年9月三亚市成立大隆水利工程管理局，管辖大隆和抱古（中型）两座水库及相应配套工程，从此大隆水库进入管理阶段。为极大的提升水库管理的信息化、现代化管理水平，本单位在建设期洪水调度系统的基础上，建设大隆水利工程管理局信息化管理平台。平台内容包括：雨情监测系统、水情监测系统、工情监测系统、洪水预报系统、洪水调度方案及评估系统、泄洪3D 演示系统、安全元素管理系统和信息查询系统，从原有的两个子系统升级到八个子系统。

2 系统结构

大隆水利工程自动化管理系统主要由八个子系统组成，见图1。各系统间相互关系如下：雨情、水情、工情等监测系统负责观测基础数据，经由洪水预报系统、洪水调度方案评估系统处理，展示在泄洪3D 演示系统、信息查询系统。安全元素系统则作为安全管理的辅助系统。

自动化管理系统由监测控制层、网络层、数据层、平台层、业务层和表现层六个层次组成。系统整体层次架构如图2所示。

3 信息化建设技术要求

面对复杂多变的洪水，提出了一系列的技术要求，力图全方位掌握洪水信息，建立一个以洪水调度为核心的决策支撑体系，保障下游人民生命财产安全和水库大坝安全，实现科学管理水库的目标。

3.1 雨情监测系统

①按照《水文自动测报系统技术规范》和流域具体情况，科学合理布置降雨观测站点，如图3所示。

②完成各站降雨要素基础观测。

③绘制降雨量等值线图，找出暴雨中心，测算暴雨中心至库区的距离。

④绘制流域降雨强度（每小时）加权平均柱状图和暴雨中心区（包含三个以上雨量观测点）降雨强度加权平均柱状图。

⑤与历史雨型比较，根据降雨强度和气象预报降雨量，推荐三个以上相似雨型。

3.2 水情监测系统

①反映大隆水库、抱古水库、南塔电站、抱古水陂、崖城大桥水位。

②反映南塔电站大坝、抱古水陂、崖城大桥的过流量过程。

③从崖城大桥水位变化趋势分析涨、落潮的趋势和流量过程。

④大隆水库入库流量过程（趋势），并用成果图表反映。

⑤入库流量过程与历史典型洪水过程比较，找出三个以上相似（趋势和预报静态总洪量相似）的过程。

图1 系统组成

图2 自动化系统整体层次架构

图3 流域内遥测站点分布图

3.3 工情监测系统

①反映两座水库巡查成果（内容包括大坝、溢洪道、放水涵、发电站）；反映导流隧洞封堵段裂缝及渗流情况成果。

②反映两座水库大坝外观沉降量和内观成果（浸润线与安全极限线）。③反映预测水位状态的浸润线及大坝安全状态。④浸润线梯度（渗透坡降）的分析及安全状态。

3.4 洪水预报系统

①静态预报。只对洪量（预报降雨量与集雨面积、径流系数的积）估算，水量与库容叠加找对应水位（适用于没有泄洪的条件下）。

②动态预报。根据天气因素（气象预报和卫星云图），前期降雨过程及趋势，预测未来时段的洪水过程（洪峰流量、洪峰出现的时间及洪量）。

建立雨型和洪水过程对应数据库，预报方法采用历史典型洪水过程（单位线）或是前期雨型与其相关经验洪水过程，并参照前期入水库洪水流量过程修正。

3.5 洪水调度方案评估系统

①分析对调度最有利、最不利、一般情况的雨型对应的预测洪水过程下，推算坝前水位，并分析相应的大坝安全状态。

②在大坝安全的前提下分析各方案中下泄洪水引起下游的淹没风险程度。

③采用概率树方法评估各方案得分，并做优劣排列。

3.6 泄洪3D 演示系统

①建立大隆水库大坝以下河道及两岸（风险区）3D 地形图。

②演示泄洪的宣泄过程并反映抱古水陂、立番桥、西环铁路桥、万代桥、崖城大桥、西线高速公路桥（河口）处的特写镜头，反映泄洪洪峰达到的时间和其淹没高程。

③反映各种泄洪量的淹没面积。

④演示50年一遇的洪水泄洪淹没状态。

3.7 安全元素管理系统

（1）建立管理局安全元素管理的责任框图，明确各元素的管理科室，管理岗位。

（2）安全元素状态判别指标（定性或定量）。

（3）风险对应措施（工程和非工程类）。

（4）状态警示和恢复安全状态的信息警示流程。

3.8 信息查询系统

由雨情系统、水情系统、工情系统及安全元素管理系统集成的信息平台，在三亚市大隆水库控制中心办公楼水情办公室、正、副局长、总工办公室设信息平台终端，可24小时访问，并自动完成各种成果报表。

4 结语

根据上述技术要求，相应的软件系统已基本建成，并在水库防洪工作中发挥了重要作用。作为操控系统的主体，分析人员需要形成从数据采集到数据分析和成果运用的一体化意识，避免将完整的信息过程人为割裂。

1 SL61－2003，水文自动测报系统技术规范［S］.

2 SL258－2000，水库大坝安全评价导则［S］.

3 宁振平.搞好洪水优化调度充分利用水资源［J］.河北水利水电技术，1999（02）：28－29.

4 包为民.水文预报［M］.北京：中国水利水电出版社，2006.