水库工程信息化系统设计平台探索

水库工程信息化系统设计平台探索

杨成华

大理州水利水电勘测设计研究院云南大理671000

摘要：永德县位于云南省临沧市西北部，属国家级贫困县之一。德党河水库是永德县德党镇的重要水利工程之一，水库灌区有丰富的土地资源，是全县粮食主产区之一。然而由于长期以来水利建设资金投入不足，水资源开发利用程度低，缺水问题制约当地社会经济发展，导致永康河左右岸发展极不均衡。进行水库工程信息化系统设计平台的探索，通过信息化管理水库的运行，提高水资源利用效率，推动灌区经济发展。

关键词：水库工程；信息化；系统设计

永德县处于云贵高原滇西南横断山脉南段纵谷区，介于怒江较大支流勐波罗河、南汀河之间，境内山脉纵横，河川交错。境内河长5km以上大小河流84条。永德县水资源总量为24.51亿m3，其中地表水资源为18.54亿m3，地下水资源为5.97亿m3。人均占有水资源量6947m3，亩均水资源占有量4520m3/亩。德党河水库位于永德县德党镇，怒江水系永康河支流德党河，为拦河蓄水的中型水库，水库蓄水后供下游永康河流域永康镇、小勐统镇农业灌溉和农村安全饮水。德党河水库灌区降雨充沛，水资源丰富，水质良好，但分布不均，调蓄工程少，开发利用率低。针对性地对德党河水库工程进行信息化系统设计平台探索，实现水库运行管理的高效，进一步强化水库功能。

1需求分析

在水库管理中设计与应用信息化管理系统能够促进水利资源管理的不断完善，加强水库管理的规范性与安全性，提高水库管理的时效性[1]。

德党河水库为拦河蓄水的中型水库，是区域内的骨干水源工程，德党河水库的任务是解决集镇和农村人蓄饮水及农田灌溉用水，供水人口4.14万人，大小生蓄13.06万头，灌溉面积9.8万亩。为进一步实现水库功能，利用区域内水资源，推动永德县经济发展，对水库工程进行信息化系统设计管理十分必要。

在水库工程中有实现水位、雨量、坝体渗流、坝基渗压、渗流量及现场设备状况等信息采集，建立相关的数据资源共享、查询和汇总，帮助工作人员对水库工程建筑状态进行评估管理等功能性需求，也有保障信息安全和高效传输、提高人机运行效率等非功能性需求。

2信息化系统设计

对永德县德党镇德党河水库工程的信息化系统设计，在充分了解当地经济状况、水资源利用状况、水利设施建设状况以及具体需求状况的前提下进行。德党河水库的任务是解决集镇和农村人蓄饮水及农田灌溉用水，水库主要建设内容为枢纽工程和灌溉渠系工程，枢纽工程主要建筑物由大坝、右岸溢洪道、导流泄洪隧洞及输水隧洞组成，输水工程为一条输水干渠。对德党河水库的工程信息化管理，主要是为了实现对水库工作情况的实时监控和对相关建设的维护下，保证水库在区域内的高效供水。因此，水库工程的信息化系统，主要由水雨情监控模块、水质监测模块、视频摄像监控模块、水库安全监测模块组成。

图1系统总体框架图

2.1水雨情监控模块

为了保证对区域内降水量、大坝水位的控制，建立水雨情监控模块，实现对区域降水量、大坝水位状况的即时反映。水雨情数据的监测报告有用自报式、应答式、自报应答兼容式这三种工作体制[2]。水雨情监控模块主要由中心站、水雨情遥测站等组成。水雨情遥测站收集水雨情数据，通过信息化系统平台上传至中心站进行分析管理。水雨情监控模块的中心站设置在水库管理处，于调度室内实现水雨情数据的接受和处理。

2.2水质监测模块

德党河水库为拦河蓄水的中型水库，是区域内的骨干水源工程，德党河水库的任务是解决集镇和农村人蓄饮水及农田灌溉用水，供水人口4.14万人，大小生蓄13.06万头，灌溉面积9.8万亩。因此，水库的供水功能是德党河水库任务的主要部分。对水质的监测是有必要的。

在输水隧洞进水口的河道断面上布置系统水质测点，主要监测水库水质状况中诸如ph、温度、浊度等常规指标，由于水库水担任人畜饮用水和灌溉水两个主要功能，还要进一步监测水质的磷、氮等元素含量。水库水质需要不间断地定时监测，对水质进行全面分析和管理，实现对水库水质的控制，保证水库提供安全用水。

2.3视频摄像监控模块

视频摄像监控模块主要负责对水库库区状况的实时监控反映，避免一些非计划事故的产生。由前端视频监控摄像机、监控镜头控制设备、视频传输网络、网络硬盘录像机、视频显示监视器等设备组成。在水库库区的视频监控点设置前端视频监控摄像机，随时随地收集镜头范围内的高分辨率影像，并且进行记录，通过网络传输至视频显示监视器中。监视器设置在监控中心，进行统一的监控管理、镜头控制、影像调度。

2.4水库安全监测模块

水库安全监测模块主要通过对水库状况的全方位监测控制，实现对大坝的即时维护和安全监管。在这一模块，需要实现对数据的监测和分析。对变形、渗流、压力等进行监测，对数据进行整理、分析和汇总，随时发现水库工程的隐患，并且予以迅速的调查和解决。对水库软硬件运行情况进行随时测试监控，保证水库的正常有序运行。对水库状态进行数据收集和反馈，不断改进技术和完善能力。

3系统集成要求

水库的工程化信息系统主要是为了实现对水库工程的动态监控管理。多采用多通道水库动态监控装置，包括声波水位计、雨量计、防雷技术、无线通信技术和三维GPS想信息系统等，实现对水库水位、雨量、气温、大坝信息等方面的监测与信息采集[4]。对收集到的信息和数据进行处理，之后将处理过的数据送入相对应的数据库，通过相关的信息化软件平台，实现数据的储蓄、汇总、查询和共享。相关限权用户也可以通过网络数据传输渠道进入信息平台，调取数据信息进入计算机，实现数据接收和共享。

4结语

永德县位于云南省临沧市西北部，处于云贵高原滇西南横断山脉南段纵谷区，介于怒江较大支流勐波罗河、南汀河之间，境内山脉纵横，河川交错，水资源开发利用空间极大。永德县境内有丰富的土地资源，人口以农业人口为主。德党河水库在水资源开发利用，提供下游农业灌溉和人畜饮水问题上占据重要位置，同时也面临一系列问题。面对永德县德党镇德党河水库现状，通过对德党河水库工程信息化系统的探索设计，为水库工程的信息化系统设计提供思路，为水库的高效良好运行和区域内经济发展提供借鉴。

参考文献

[1]徐燕华，基于一体化电子信息系统在水库管理中的设计与应用，《电子测试》，2015（23）：7-8

[2]段钇江，水库工程信息化系统设计平台探索，《水科学与工程技术》，2016（2）：85-87

[3]殷蓬.水库信息化系统建设模式的探索［J］，电子技术与软件工程，2013（16）：272.