馬 穎 ，仇新征

（1.水利部海委海河下游管理局，天津 300061；2.水利部海委引灤局，河北 遷西 064310）

0 前言

結(jié)合《數(shù)字海河流域總體規(guī)劃》，海河流域首先建設(shè)《京津地區(qū)重要水源地水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目》，該項(xiàng)目涉及海委引灤局（潘家口和大黑汀水庫(kù)）的信息化建設(shè)問(wèn)題，工程建設(shè)總投資 900 余萬(wàn)元，全部工程于 2004 年底完工。

加之以前建設(shè)的多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)有效整合，將達(dá)到管理人員足不出戶(hù)，便可以實(shí)時(shí)掌握流域內(nèi)各種水情信息，遠(yuǎn)程監(jiān)控水利工程的運(yùn)行狀況，電腦操縱機(jī)電設(shè)備的開(kāi)啟方式，實(shí)現(xiàn)水事活動(dòng)描述的全信息化、過(guò)程的可視化和決策的科學(xué)化，提高對(duì)流域水利管理的宏觀(guān)把握、微觀(guān)控制能力，以保證管理決策的效率、效能和科學(xué)性。

1 引灤局信息化建設(shè)的必要性

天津—唐山地區(qū)在我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)和文化領(lǐng)域具有重要戰(zhàn)略地位，新中國(guó)成立以來(lái)，為確保天津市和唐山市的城市、工業(yè)及農(nóng)業(yè)用水，潘家口、大黑汀、于橋等大型水庫(kù)作為天津—唐山地區(qū)的主要水源地，同時(shí)興建了引灤入津等大型輸水工程以保證天津—唐山地區(qū)人民生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水資源的需求。

隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化水平提高，從 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)始天津—唐山地區(qū)水資源供需矛盾初見(jiàn)端倪，80 年代以來(lái)越發(fā)突出，尤其近幾年，北方地區(qū)連續(xù)枯水年，天津—唐山地區(qū)連續(xù)出現(xiàn)用水危機(jī)。1999～2000 年海河北系和灤河上游出現(xiàn)連續(xù)枯水年，2000 年天津城市缺水量達(dá)到 8 億 m3，不得不動(dòng)用潘家口水庫(kù)死庫(kù)容 2 億 m3，應(yīng)急引黃河水 4 億 m3，壓縮城市需水 2 億 m3，才勉強(qiáng)渡過(guò)難關(guān)。長(zhǎng)期的供需矛盾已經(jīng)造成地表水過(guò)度開(kāi)發(fā)、地下水嚴(yán)重超采和污水未經(jīng)處理被大量利用的狀況。大量數(shù)字和事實(shí)表明：天津—唐山地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求已超過(guò)本地區(qū)水資源的承載能力，造成河道干涸、濕地面積減少、地面沉降、水污染嚴(yán)重等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。因此，應(yīng)用信息技術(shù)，在引灤工程源頭：潘家口和大黑汀水庫(kù)實(shí)施信息化項(xiàng)目建設(shè)，對(duì)增加天津—唐山地區(qū)水資源可供水量、控制水污染、實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置、提高水資源利用率是十分必要和迫切的。

2 引灤局信息化建設(shè)的有利條件

潘家口和大黑汀水庫(kù)自投入運(yùn)行以來(lái)，海委引灤局就十分重視對(duì)工程建設(shè)的投入，在水利部、海委的幫助下相繼完成了潘家口水庫(kù)底孔防汛自備電站建設(shè)，潘家口水庫(kù) 41 壩段水平裂縫處理，和大黑汀除險(xiǎn)加固等較大工程項(xiàng)目的建設(shè)，確保潘家口、大黑汀水庫(kù)可以按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)防御洪水。在完善工程項(xiàng)目建設(shè)的同時(shí)投入大量人力、物力進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用工程的建設(shè)，潘家口、大黑汀水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化工程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)潘家口和大黑汀水庫(kù)壩體水平和垂直位移、壩體揚(yáng)壓力、壩體撓度、地震、邊坡傾斜、上下游水位及環(huán)境量等項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)；潘家口、大黑汀水庫(kù)水雨情遙測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，為實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)調(diào)度系統(tǒng)提供了可靠的水雨情數(shù)據(jù)。

作為引灤工程的源頭，2 水庫(kù)自建庫(kù)伊始就特別重視防洪非工程措施的建設(shè)，建立了洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)、中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)系統(tǒng)，指導(dǎo)汛期的水庫(kù)調(diào)度和后汛期的蓄水及供水調(diào)度工作。在水庫(kù)建成的 24 年里，積累了大量關(guān)于水庫(kù)調(diào)度和管理的經(jīng)驗(yàn)。因此，在海委引灤局實(shí)施信息化建設(shè)的基本條件已經(jīng)具備。

3 引灤局信息化建設(shè)的基本內(nèi)容

2002 年 12 月根據(jù)海委信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組的統(tǒng)一安排，海委引灤局信息化工程建設(shè)正式啟動(dòng)。引灤樞紐信息化建設(shè)作為京津地區(qū)重要水源地水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目的重要組成部分，主要建設(shè)項(xiàng)目包括以下幾點(diǎn)：

（1）潘家口、大黑汀水庫(kù)視頻監(jiān)視系統(tǒng)；

（2）潘家口、大黑汀水庫(kù)閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)；

（3）潘家口水庫(kù)分中心局域網(wǎng)系統(tǒng)；

（4）潘家口、大黑汀水庫(kù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；

（5）潘家口水庫(kù)監(jiān)控中心大屏幕系統(tǒng)；

（6）潘家口水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站等工程；

（7）潘家口水庫(kù)到海委的光纖通訊線(xiàn)路工程；

3.1 潘家口、大黑汀水庫(kù)視頻監(jiān)視系統(tǒng)

潘家口、大黑汀水庫(kù)工程視頻監(jiān)視系統(tǒng)是京津地區(qū)重要水源地水資源實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)一期工程監(jiān)控系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，它利用先進(jìn)的工業(yè)電視監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn) 2 個(gè)水庫(kù)及其附屬建筑物和管理區(qū)的全面視頻監(jiān)控。建設(shè)包括海委、潘家口水庫(kù)、大黑汀水庫(kù)的多點(diǎn)電視會(huì)議系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)海委、潘家口水庫(kù)、大黑汀水庫(kù)的多路視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)網(wǎng)上傳輸，多方會(huì)議系統(tǒng)等功能。

潘家口、大黑汀水庫(kù)視頻監(jiān)視系統(tǒng)工程具體內(nèi)容包括：潘家口電廠(chǎng)至大壩中控室光纜主干網(wǎng)、潘家口電廠(chǎng)至大壩觀(guān)測(cè)樓光纜主干網(wǎng)、大黑汀水庫(kù)渠首電廠(chǎng)至大壩中控室光纜主干網(wǎng)的建設(shè)，潘家口和大黑汀水庫(kù) 5 個(gè)監(jiān)控集群、88 個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)、11 個(gè)監(jiān)控中心的設(shè)備安裝，海委、潘家口水庫(kù)、大黑汀水庫(kù)的 3 方會(huì)議系統(tǒng)的安裝調(diào)試。

3.2 潘家口、大黑汀水庫(kù)閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)

潘家口、大黑汀水庫(kù)閘門(mén)監(jiān)控工程是工程監(jiān)控系統(tǒng)中的重要組成部分，它利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程和工業(yè)自動(dòng)等控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)潘家口和大黑汀水庫(kù)的全自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。具體建設(shè)內(nèi)容包括：潘家口水庫(kù)閘門(mén)自動(dòng)控制工程，包括潘家口 18 孔表孔閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)、3 個(gè)底孔的自動(dòng)監(jiān)控工程；大黑汀水庫(kù)閘門(mén)自動(dòng)控制工程，大黑汀水庫(kù) 28 孔表孔的自動(dòng)控制；網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)工程，潘家口和大黑汀水庫(kù)環(huán)網(wǎng)建設(shè)。工程建設(shè)完成后實(shí)現(xiàn)了潘家口和大黑汀水庫(kù)的工程閘門(mén)的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制，大大提高引灤樞紐的自動(dòng)化管理水平，2003 年 12 月通過(guò)遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)向天津市和唐山市的供水。

3.3 潘家口水庫(kù)分中心局域網(wǎng)系統(tǒng)

潘家口分中心局域網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)包括潘家口和大黑汀局域網(wǎng)工程，潘家口和大黑汀水庫(kù)網(wǎng)絡(luò)連接。具體建設(shè)內(nèi)容為：潘家口網(wǎng)絡(luò)主干的擴(kuò)建，形成從局機(jī)關(guān)辦公樓到大壩觀(guān)測(cè)樓的千兆網(wǎng)絡(luò)主干；對(duì)部分重要的生產(chǎn)、辦公樓宇進(jìn)行綜合布線(xiàn)；完善潘家口和大黑汀水庫(kù)之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)，擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬，達(dá)到百兆連接。工程建成后實(shí)現(xiàn)潘家口地區(qū) 1000 M 的網(wǎng)絡(luò)傳輸，大黑汀地區(qū) 100 M 的網(wǎng)絡(luò)傳輸，潘家口、大黑汀地區(qū) 100 M 的網(wǎng)絡(luò)互連。

3.4 潘家口水庫(kù)監(jiān)控中心大屏幕投影系統(tǒng)

該工程在潘家口調(diào)度中心建設(shè)大屏幕投影墻和潘家口會(huì)議系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)海委、大黑汀水庫(kù)的異地會(huì)商及多媒體功能。

3.5 潘家口水庫(kù)自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站工程

潘家口水庫(kù)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站工程，是在潘家口水庫(kù)大壩東端建設(shè)的一個(gè)全自動(dòng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站，主要包括自動(dòng)取水部分，具有自動(dòng)清洗、自動(dòng)水質(zhì)化驗(yàn)功能，主要監(jiān)測(cè)水樣的 pH 值、氨氮、溶解氧等 20 個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

3.6 潘家口水庫(kù)到海委數(shù)字光纖通訊線(xiàn)路工程

租用潘家口到海委的數(shù)字光纖通訊線(xiàn)路，開(kāi)通潘家口和大黑汀水庫(kù)到海委的信息傳輸通道。

這 6 項(xiàng)工程的建設(shè)大大提高了海委引灤局防汛自動(dòng)化水平。在工程的建設(shè)和試運(yùn)行過(guò)程中，為加強(qiáng)工程建設(shè)的管理，規(guī)范工程建設(shè)中的各種行為，本工程實(shí)行項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)、監(jiān)理單位控制、施工單位保證和政府監(jiān)督相結(jié)合的質(zhì)量管理體制，對(duì)工程實(shí)施有效管理。

4 引灤局信息化建設(shè)采取的措施

為確保信息化工程如期、按質(zhì)完成，采取了一些措施。

4.1 完善的組織機(jī)構(gòu)

（1）項(xiàng)目法人

分別成立信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室和海委引灤局信息化項(xiàng)目建設(shè)辦公室，全面負(fù)責(zé)潘家口和大黑汀水庫(kù)的信息化建設(shè)。

（2）設(shè)計(jì)單位

工程設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)施工中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)變更及重大技術(shù)問(wèn)題的處理。

（3）監(jiān)理單位

工程監(jiān)理單位負(fù)責(zé)對(duì)工程施工全過(guò)程的監(jiān)理。

（4）施工單位

由招投標(biāo)產(chǎn)生的工程施工單位，其在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有項(xiàng)目經(jīng)理部，負(fù)責(zé)工程施工。

（5）上級(jí)主管部門(mén)

工程上級(jí)主管部門(mén)負(fù)責(zé)工程的立項(xiàng)等重大事項(xiàng)的批復(fù)及開(kāi)工報(bào)告的批復(fù)等工作，監(jiān)督、指導(dǎo)工程全過(guò)程的實(shí)施，主持竣工驗(yàn)收等。

（6）質(zhì)量監(jiān)督單位

工程質(zhì)量監(jiān)督單位負(fù)責(zé)對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督、檢測(cè)及工程質(zhì)量等級(jí)的評(píng)定工作。

4.2 完備的質(zhì)量控制體系

2002年5月14日，信息辦結(jié)合工程建設(shè)情況，發(fā)布了工程建設(shè)管理辦法（海信辦［2002］14號(hào)），該辦法對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量控制作了明確規(guī)定，從單元工程到分部工程驗(yàn)收的各個(gè)環(huán)節(jié)形成工程質(zhì)量管理體系。同時(shí)，向水利部水利工程質(zhì)量監(jiān)督總站海河流域分站辦理了工程質(zhì)量監(jiān)督手續(xù)，并組織設(shè)計(jì)單位對(duì)施工單位進(jìn)行設(shè)計(jì)交底，檢查落實(shí)各個(gè)施工單位的質(zhì)量保證體系，把政府監(jiān)督、法人負(fù)責(zé)、監(jiān)理控制、企業(yè)保證的質(zhì)量管理體系落到實(shí)處。

工程質(zhì)量控制按照有關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)文件進(jìn)行。監(jiān)理單位對(duì)施工企業(yè)施工過(guò)程進(jìn)行巡視和抽檢，在施工單位自檢合格后，監(jiān)理人員進(jìn)行抽檢。

4.3 必要的設(shè)計(jì)變更

在建設(shè)過(guò)程中本著“尊重設(shè)計(jì)”和“一切從實(shí)際出發(fā)”的求實(shí)精神，對(duì)于原設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，通過(guò)實(shí)地考察并和一線(xiàn)的管理、工作人員討論修改方案，海委引灤局信息辦根據(jù)實(shí)際情況和基建程序向監(jiān)理和設(shè)計(jì)單位提出了更改設(shè)計(jì)的建議，并協(xié)助制定了切實(shí)可行的方案。

7 項(xiàng)工程共發(fā)生設(shè)計(jì)變更 25 項(xiàng)，例如在潘家口和大黑汀水庫(kù)閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)生如下設(shè)計(jì)變更：

（1）將潘家口底孔檢修門(mén)自動(dòng)控制及 18 孔表孔荷重儀取消，增加了閘門(mén)翻板制安及潤(rùn)滑水管路安裝（包括加壓泵）；

（2）將大黑汀退水閘自動(dòng)控制及 28 孔表孔荷重儀取消，增加了閘門(mén)翻板制安及潤(rùn)滑水管路安裝（包括加壓泵）；

（3）增加了潘家口 18 孔表孔控制柜—手動(dòng)柜電纜和手動(dòng)柜—電機(jī)電纜；

（4）增加了大黑汀 28 孔表孔手動(dòng)控制柜、電機(jī)電纜；

（5）大黑汀 28 孔表孔閘門(mén)閘位計(jì)增加了機(jī)械限位。

通過(guò)必要的設(shè)計(jì)變更，使整個(gè)工程更好地符合潘家口和大黑汀水庫(kù)工程實(shí)際的運(yùn)行情況，使有限的資金發(fā)揮最大的效益。

5 引灤局信息化建設(shè)取得的效益

工程建成后，提高了潘家口和大黑汀水庫(kù)防洪、抗旱的自動(dòng)化水平，為汛期實(shí)施洪水資源化調(diào)度創(chuàng)造了條件，極大發(fā)揮了潘家口和大黑汀水庫(kù)攔蓄洪水的能力，可有效緩解天津－唐山地區(qū)嚴(yán)峻的缺水形勢(shì)，促進(jìn)區(qū)域水資源的高效利用。

在“五不變”前提下，即水庫(kù)的任務(wù)和功能不變、水庫(kù)工程措施不變、不影響水庫(kù)本身防洪安全、不增加下游防洪負(fù)擔(dān)、不增加庫(kù)區(qū)移民和淹沒(méi)范圍等前提下，通過(guò)預(yù)報(bào)調(diào)度，使潘家口水庫(kù)增加興利庫(kù)容 1.17～2.36 億 m3。

對(duì)引灤水源地進(jìn)行有效保護(hù)，結(jié)合水污染防治工程項(xiàng)目，可實(shí)現(xiàn)潘家口和大黑汀水庫(kù)水質(zhì)為 II～I(xiàn)II 類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)；

有效提高防洪保安全的系數(shù)，灤河洪水預(yù)報(bào)可延長(zhǎng)洪水預(yù)見(jiàn)期 2～3 h，為洪水調(diào)度決策及下游防汛準(zhǔn)備贏得寶貴時(shí)間。

6 結(jié)語(yǔ)

雖然海委引灤局信息化工程建成后，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，但根據(jù)近幾年的運(yùn)行，海委引灤局信息化建設(shè)還存在一些問(wèn)題，具體如下：

（1）信息化建設(shè)管理仍是薄弱環(huán)節(jié)

水利信息化建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，如何搞好管理，仍然面臨許多難點(diǎn)，從“數(shù)字潘家口”工程建設(shè)實(shí)踐看，主要有以下幾個(gè)方面：① 部分單位對(duì)“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一組織，統(tǒng)一管理”的認(rèn)識(shí)不到位，長(zhǎng)期條塊分割、局部利益的思想難以轉(zhuǎn)變，往往追求局部利益而影響了全局利益；② 信息化對(duì)管理工作提出了更高的要求，原有的水利工程管理方法和經(jīng)驗(yàn)已不能適應(yīng)，需要根據(jù)信息化工程建設(shè)情況制定相應(yīng)的管理制度和考核辦法；③ 信息化工程的運(yùn)行管理方面，存在部分已建成系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)不夠的現(xiàn)象，尤其是涉及全局的已建系統(tǒng)，由于責(zé)、權(quán)、利不清，加之“局部利益”的思想作怪，甚至出現(xiàn)了“滯肘”現(xiàn)象，使系統(tǒng)無(wú)法正常良性運(yùn)行。

（2）高技術(shù)、復(fù)合型的管理人才缺乏

為適應(yīng)“數(shù)字潘家口”工程建設(shè)的需要，海委引灤局組織了信息化理論知識(shí)的全面培訓(xùn)，開(kāi)展了基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)知識(shí)講座等，但這些均限于一般的培訓(xùn)，只是培養(yǎng)了一批應(yīng)用人員，真正高技術(shù)、復(fù)合型的高級(jí)管理人才仍很缺乏，從客觀(guān)上講，海委引灤局作為水利部門(mén)，限于管理體制，引進(jìn)這類(lèi)人才還有一定難度。而且，隨著水利信息化建設(shè)的深入，高級(jí)管理人才的缺乏，將成為制約信息化建設(shè)的一個(gè)重要因素，為此應(yīng)從戰(zhàn)略的高度做好人才的培養(yǎng)和儲(chǔ)備工作。

（3）基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后

“數(shù)字潘家口”工程建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施包括共用的信息采集、通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)，目前處于滯后狀態(tài)，主要原因是：① 長(zhǎng)期條塊分割造成交叉、共用部分建設(shè)被忽視；② 共用部分建設(shè)沒(méi)能單獨(dú)立項(xiàng)，沒(méi)有建設(shè)資金?！皵?shù)字潘家口”工程的基礎(chǔ)設(shè)施主要依托各應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)來(lái)搭建，而信息化建設(shè)又要求基礎(chǔ)設(shè)施能適度超前，這就制約了整個(gè)工程建設(shè)。

（4）資源共享機(jī)制未完全建立

在信息化建設(shè)中，各方面都認(rèn)識(shí)到資源共享的重要性，“數(shù)字潘家口”工程建設(shè)中，資源共享雖然有所突破，但仍有部分資源未能共享，良性的共享機(jī)制仍未建立，如水文、氣象等技術(shù)基礎(chǔ)服務(wù)部門(mén)，在其掌握的資源被共享后，如何補(bǔ)償，補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)如何確定，目前還沒(méi)有一個(gè)很好的辦法。如長(zhǎng)期不能解決，將影響資源共享的深入開(kāi)展。

（5）后續(xù)資金缺口大

“數(shù)字潘家口”工程作為灤河治理開(kāi)發(fā)的非工程措施，目前已經(jīng)建立了多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，為了保證“數(shù)字潘家口”工程建設(shè)工作的持續(xù)開(kāi)展。除了結(jié)合水利部、海委項(xiàng)目開(kāi)展“數(shù)字潘家口”工程建設(shè)，此外，還樹(shù)立“以工程帶非工程”的理念，明確在今后的防洪工程建設(shè)中要有一定經(jīng)費(fèi)比例用于非工程措施建設(shè)，以解決資金缺口的問(wèn)題。同時(shí)在項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)，在整個(gè)投資里面考慮一定比例的維護(hù)資金，作為工程建成后用于工程正常運(yùn)行的專(zhuān)用資金，避免出現(xiàn)由于管理單位缺乏工程維護(hù)資金而使工程“夭折”或無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。