张峰水库输水信息化简述

朱双拴

（山西省张峰水库建设管理局，山西 晋城 048215）

1 工程概况

张峰水库位于晋城市沁水县郑庄乡张峰村沁河干流上，距晋城市城区90km。水库总库容3.94亿m3，是沁河干流上一座以城市生活和工业用水、农村人畜饮水为主，兼顾防洪、发电等综合利用的大型水利枢纽工程。

水库工程包括枢纽工程和输水工程两部分。枢纽工程由黏土斜心墙堆石坝、导流泄洪洞、溢洪道、供水发电洞、渠首泵站和渠首输水泵站组成。输水工程由总干、一干、二干组成。总干前24.7km、一干为明渠输水，总干后38.54km、二干为管道输水。总干段设2座泵站（一级泵站和二级泵站），检修阀室12座，流量调节阀室2座，调蓄水池1座。二干设检修阀室5座、二干末端阀室1座、分水口3处。

为有效管理水工建筑物，使各类机电设备安全可靠运行，张峰水库在建立枢纽自动化调度系统的基础上建立了输水信息化系统。

2 工程输水信息化系统

张峰水库在输水调度室建立输水信息化系统。系统综合一级、二级泵站计算机监控系统，将沿线检修阀室水力量测信息和调流阀室计算机监控系统信息纳入信息化监控软件中，并通过安装在2个泵站上的摄像头实现对运行机组和闸阀的联动远程控制。在合理开发输水调度监控软件的基础上，将输水信息化系统与枢纽调度系统相结合，构成完整的工程调度信息化系统。

2.1 信息化体系结构

该系统建立在通用的SCADA（SupervisoryControl AndDataAcquisition）数据采集与监视控制系统上，针对本工程输水系统的特点专门开发设计，以满足输水工程运行的信息化要求。

该系统采用分布式体系结构，利用已建成2个泵站的独立监控系统，将体系结构分布在多个计算机节点上，各子系统之间通过工业以太网连接。采用客户/服务器模式与2个泵站连接，沿线各个观测点、阀室采用点对点模式。

2.2 软件配置

该系统软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件。系统软件提供最底层的、系统级的支持，包括Windows2008Server操作系统和TCP/IP网络软件。支撑软件建立在系统软件基础之上，面向各种应用而开发，是应用软件的支撑平台。包括SQLSERVER 2005数据库管理系统，面向对象为全图形人机支撑系统、网络通讯管理系统等。应用软件在支撑软件平台上实现系统功能，按照各类功能划分为11个子系统，每个子系统包含各类功能模块，主要包括系统监控、报警处理、事故记录、历史数据记录、公式计算、进程管理、网络通讯、报表编辑、图形编辑等。

2.3 硬件配置

在信息化调度室配置互为热备的主控机2台，数据库服务器1台，通讯服务器1台，硬件防火墙2套，路由器、交换机各1台，GPS对时系统1套，无线GPRS通讯终端1套，电信网络终端设备1套，显示大屏1套。

3 通讯方式

考虑到张峰输水工程沿线地形复杂，设备工作环境恶劣等特点，对光通讯、无线通讯和租用公网线路三种通讯方式进行了比选，见表1。

表1 通讯方案比选

通过表1可以看出，工程采用单一的通讯方式都难以达到工程安全、可靠和经济性相结合的原则，因此选择了组合通讯方式。

张峰水库输水线路的核心业务采用安全性和封闭性良好的光通讯系统，一级泵站、二级泵站和输水调度室之间由光纤通信网络组成。一级泵站距二级泵站7km，中间有专用电力线路，光缆采用与电力电缆同杆架空方式敷设，规格为8芯架空式光缆。输水调度室与水库枢纽调度中心采用公网方式连接，租用电信部门专用通道。沿线24处闸阀室水力量测信息通过无线GPRS/GSM通讯方式，分别在24处检修阀室和输水调度室配置通讯终端，实现水力量测信号的接入。枢纽调度中心和省水利厅数字中心的视频信息连接通过已建立的水利厅专用通讯通道完成。

4 视频系统

输水信息化视频系统数字模拟结合方案（硬盘录像机）。该方案图像质量较好，存储设备性能稳定，可靠性高，安全性好；但投入设备类型较多，维护技术要求较高。

视频监控主要完成对一级泵站、二级泵站内的工业电视监控，在输水调度室内可以实时看到各监控点的图像，并可控制云台动作，通过显示器同时显示多点画面。一级泵站匀速球摄像机设置：1台用于监控泵站外景，可监控站区的全貌情况；1台布置在35kV变泵站外景，2台布置在主厂房内。半球摄像机设置：1台布置变频器室，1台布置在中控室，1台布置在高压室。二级泵站摄像机布置与一级泵站相同。摄像（控制）信号通过视频光端机引入输水调度室，视频系统后端配置16路硬盘录像机1台，调度室通过视频监视器和大屏幕显示，同时将视频信号通过公网（专用网络）送至水库枢纽调度中心及水利厅数字中心。

5 结语

张峰水库输水工程线路长、环境复杂、条件恶劣、建筑物和设备较多，具有水利输水工程的典型特点。随着社会的飞速发展，人工、交通和维护成本不断增加，实现输水信息化成为工程安全运行、快速响应和节约管理的必然趋势。该系统充分结合了实用性和经济性的特点，其系统结构、软硬件配置、通讯方式和视频方式均可为同类工程所借鉴。