淇河盘石头水库工程信息化系统建设

□李 英

（鹤壁市盘石头水库建设管理局）

1 项目概况

盘石头水库位于鹤壁市西南约15 km 的卫河支流淇河中游，是《海河流域综合规划》选定的以防洪、工业及城市生活供水为主，兼顾农田灌溉、结合发电、养殖等综合利用的大型水利枢纽工程。总库容6.08 亿m3，属大（2）型水库，主要建筑物有混凝土面板堆石坝、非常溢洪道、输水洞、电站和两条泄洪（兼导流）洞。大坝坝型为混凝土面板堆石坝，最大坝高102.20 m。盘石头水库工程于1999年底开工建设，2005年12月主体工程完工，2007 年6 月底下闸蓄水。随着信息化技术的发展，水库闸门工情、安全监测、洪水预报等系统的自动化水平远远满足不了目前大型水利枢纽工程管理的需求。2015年底水利部批复《河南省淇河盘石头水库工程设计变更报告》，其中盘石头水库信息化建设设计变更是其重要建设内容之一，批复投资1 061万元。建设内容包含水库自动化系统和水库综合信息化管理系统两部分。项目于2016 开始建设，2017 建设完成投入使用。

2 建设目的

结合盘石头水库运行管理需要，建立盘石头水库信息化综合管理系统。将库区各类监测信息接入到水库现场管理处和远端市区办公的盘水头水库建设管理局，利用计算机网络技术、3S 技术、中间件技术等，实现流域水雨情信息、闸门工情、大坝安全监测信息、视频监控信息以及空间数据等的汇聚整合、共享交换等功能，并基于此构建包含数据管理系统、水库安全运行监管系统、水库预报调度决策支持系统等内容的水库综合业务管理系统，形成盘石头水库信息化管理统一的服务平台，在各种情况下准确、可靠、迅捷的做出反应，达到实时监控的目的。同时支持监控台上监视终端显示、综合显示屏显示功能，为水库防汛抗旱、调度、工程运行管理提供技术支持，满足水库日常办公及现代化管理需要。

3 建设内容

盘石头水库工程信息化建设基础设施包括闸阀计算机监控系统（含管理处中控室）、视频监控系统、安全监测自动化系统、流量监测系统、网络通信、机房及配套软硬件系统、会商系统。主要建设和完善内容有以下方面：

建设完整的闸阀计算机监控系统，将现有1号和2号泄洪洞的PLC现地控制柜和配套启闭机传感器进行更新，为泄洪道1 号和2 号锥阀增加PLC 控制系统，将更新的非常溢洪道PLC控制系统接入新建水库有线网络和管理系统。

通过新建的有线网络将所有安全监测数据由MCU设备上传至管理处，并配套1 台工作站及1 套安全监测数据采集、管理、分析软件作为系统终端。

新增大坝、非常溢洪道、1号和2号泄洪洞、输水洞1号和2号支洞锥阀、码头等处的视频监控点，更新库区原有视频监控点，组建完善、先进的数字视频监控系统。

在供水渠道工农渠出口处和2号电站尾水渠建设流量计，可计量水库的出库流量。对2 号电站进口管道流量计进行远端传输改造。

在管理处机房原址更新机房设备并对机房进行重新装修，选择临近机房的房间建设中控室，作为管理人员对现场进行日常管理、监控的场所。

将原管理处会议室改造为会商中心，实现与盘石头水库建设管理局和省水利厅的视频会商功能。

在库区敷设环形光纤专网，将各重要控制节点和管理处连接起来，实现监测、监控数据的实时传输和指令的上传下达。

建设完整的水库信息化综合管理系统，集成新建或改造后的自动化监控系统，实现安全监测、流量等的自动采集、查询、分析，闸阀工情监控、查询与控制，监控视频的查看、回访与存储，洪水预报、水库综合优化调度及自动化办公等内容。

4 项目建设成果

系统建成后，分为5大系统、18个子系统，51个管理目标，基本涵盖了水库管理的各个方面。

4.1 安全运行监管系统

4.1.1 工程信息管理

包括水库基础信息、水文特征信息、水工特征信息、水库调度原则和水库工程资料管理5个目标，实现编辑、查询、展示等功能。

4.1.2 运行监测预警

包括安全监测、闸门工情、流量、水雨情、视频监控管理和气象信息服务6 个方面。其中安全监测预警实现大坝安全监测信息采集、报警、分析预报等；闸门工情监测预警实现对水库闸门实时和历史工情监测信息的查询、分析、预警、地图标注等，以图表文展示。流量监测预警实现对用水量进行实时和历史监控、复核、统计。水雨情监测预警实现水位、雨量查询、面雨量分析、水雨情报警。视频监控管理实现实时监控、历史视频查询与导出。气象信息服务实现天气预报、雷达回波图等数据的接入。

4.1.3 安全巡查管理

实现巡查计划、巡查人员、巡查记录及定位、巡查考核和巡查信息统计分析等管理目标。

4.1.4 工程运维管理

实现维护方案编制、维护计划制定和实施报表查询等。

4.1.5 精细化管理

实现安全元素和千分制考核管理目标。

4.2 水库预报调度系统

4.2.1 水库洪水预报实现人工干预洪水预报、洪水自动预报、实时洪水跟踪和洪水预报方案管理目标。

4.2.2 水库综合优化调度

实现水库调度信息管理、水库调度计划编制和水库实时调度目标。

4.3 三维仿真系统

4.3.1 三维仿真模型

实现三维数字化模型库展示和工程属性信息库的编辑等。

4.3.2 基础信息查询

实现基础属性信息查询和实时监测信息查询。

4.3.3 三维场景搭建及交互漫游实现一个和多个场景元素在一个窗口中显示，实现对重要水工建筑物工程等场景多种方式漫游。

4.4 日常业务管理系统

实现个人办公、收发文、值班、考勤、档案、物资与设备、门户网站管理等目标。

4.5 移动应用系统

4.5.1 移动OA实现个人事务处理、行政办公和知识管理功能。

4.5.2 电子地图

实现移动设备浏览库区电子地图和常规地图操作功能。

4.5.3 监测信息实现移动端对水雨情信息、水利工程信息、大坝安全监测

信息和水闸工情信息的显示和查询等功能。

4.5.4 视频监控

移动端对视频监控信息查询、显示等功能。

4.5.5 工程信息

移动端对水库基本资料的在线查询、查看功能。

4.5.6 通知公告

移动端内部重要通知公告的发布与推送。

4.5.7 通讯录

实现对管理人员日常办公电话薄信息的整合和统一管理。

5 亟待完善提升问题

5.1 水雨情采集系统的完善和提升

虽然目前盘石头水库水情自动测报系统做到了水雨情的实时监测、实现了水库的信息化和现代化管理。但由于盘石头水库没有自身的水雨情监测点，系统采用的监测点是河南省水文局在流域内布置的监测点，从河南省水文局的遥测系统中接入。测点数量和分布是否符合水库流域特征尚需通过实际发生的水文数据进一步校验，以提高采集系统的科学性，同时需争取资金，建立自身的测点，通过海事卫星等先进的传输方式进行信息采集。

5.2 洪水预报精度需进一步提高

由于缺少有效的历史洪水资料，此次洪水预报模型采用的是新安江模型，下步将根据盘石头水库实际情况，研究适合盘石头水库所在流域水文、气象、地理特性及有关水文资料，论证选用适于该流域水文特性的洪水预报模型，完成洪水预报模型的参数率定及预报方案编制，根据研制的洪水预报方案，编制相应的实时预报软件，通过对实时数据的处理，在较短的时间内做出实时洪水预报。

5.3 安全监测系统中预警值的设定

盘石头水库安全监测系统范围包含泄洪洞、鸡冠山、主坝、非常溢洪道和输水洞，共布置19个数据采集单元、31个数据采集模块，接入传感器测点数297 个。目前能实现监测数据采集、传输、储存及处理自动化，但各监测点的预警值目前均没有设定。下步需根据国家大坝安全监测规范要求，通过日常观测记录建筑物变化规律，与设计部门共同确定各测点的预警值，以便系统及时做出报警反应。