王立龍　傅勛德

摘 要：水閘與泵站均為水利工程中的重要設(shè)施，積極引入計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可實(shí)現(xiàn)水利工程運(yùn)行的自動(dòng)化監(jiān)管。本文結(jié)合實(shí)例對(duì)水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用進(jìn)行分析，首先對(duì)實(shí)例概況與系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行闡述，其次對(duì)該系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，然后論述了該系統(tǒng)的應(yīng)用效益。

關(guān)鍵詞：水閘；泵站；自動(dòng)化監(jiān)測(cè)；系統(tǒng)構(gòu)成

1 引言

我國(guó)水資源緊缺，洪澇災(zāi)害頻發(fā)，水閘與泵站是重要水利設(shè)施，其安全、穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于水資源合理調(diào)度、防汛排澇、排水灌溉具有積極意義。但是同一區(qū)域內(nèi)水閘泵站數(shù)量較多，分布范圍廣，位置偏僻。為實(shí)現(xiàn)水利工程的全面監(jiān)控，應(yīng)積極開(kāi)展自動(dòng)化改造，確保水閘泵站運(yùn)行的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。

2 水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)

2015年漢壽縣蔣家嘴水閘除險(xiǎn)加固工程投入水閘泵站計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，布設(shè)有88個(gè)水閘泵站監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、9個(gè)區(qū)域監(jiān)測(cè)分中心、1個(gè)檢測(cè)市中心與1個(gè)市備份中心，實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域內(nèi)一線主要水閘的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，為區(qū)域防汛防臺(tái)、引清調(diào)水、涉水突發(fā)事件應(yīng)急處置等提供了技術(shù)支持。該地水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由三個(gè)部分構(gòu)成，即水閘泵站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)與區(qū)域水閘泵站監(jiān)測(cè)中心。第一，水閘泵站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)，主要包括傳感器、數(shù)據(jù)采集器、智能監(jiān)測(cè)終端模塊，實(shí)時(shí)采集流域、水閘泵站運(yùn)行狀態(tài)等信息，將信息傳送至采集終端進(jìn)行計(jì)算分析，若數(shù)據(jù)異常則會(huì)自動(dòng)報(bào)警，安排專人排除故障。第二，網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。選用GPRS/CDMA無(wú)線數(shù)字網(wǎng)通訊，通過(guò)RS-485總線連接模擬輸出傳感器、數(shù)字傳感器與智能監(jiān)測(cè)終端，共同組建成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元?，F(xiàn)場(chǎng)采集信息內(nèi)容為開(kāi)關(guān)量、模擬量與繼電器信號(hào)，通過(guò)GPRS無(wú)線模塊將采集到的信息傳送至區(qū)域水閘泵站監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，分類存儲(chǔ)至專項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)。第三，區(qū)域水閘泵站監(jiān)測(cè)中心，該模塊由服務(wù)器、客戶端計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)軟件組成。功能為顯示、存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并繪制曲線圖，形成各類分析報(bào)表，工作人員可依據(jù)管理要求打印輸出。

3 水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

首先，泵站水閘自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)河流水位變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在緊急情況下可對(duì)災(zāi)情應(yīng)急處理進(jìn)行指揮和調(diào)度。根據(jù)系統(tǒng)采集的旱澇情況和各泵站運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)水閘門(mén)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)水流控制與調(diào)度，為引流和灌溉救災(zāi)創(chuàng)造了有利條件。其次，提升泵站水閘的監(jiān)測(cè)管理水平。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用有效改善了區(qū)域內(nèi)的水情，為水資源調(diào)度與水災(zāi)搶險(xiǎn)奠定了基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用保證了數(shù)據(jù)采集及計(jì)算的準(zhǔn)確性，通過(guò)對(duì)區(qū)域水利大數(shù)據(jù)的跟蹤記錄和相關(guān)圖表可分析出水閘泵站當(dāng)前運(yùn)行狀況，可提前編制預(yù)警與緊急處理方案。這樣便減少了運(yùn)行故障，也節(jié)約了人力成本，提高了水利系統(tǒng)的運(yùn)行效率。然后，水資源調(diào)度。泵站水閘工程中的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)覆蓋面較大，可及時(shí)掌握區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)水情與水資源分布、調(diào)度情況，通過(guò)布設(shè)的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)可分析地區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水資源使用情況，為科學(xué)編制水資源調(diào)度方案提供直接依據(jù)，在保證工業(yè)生產(chǎn)與人們?nèi)粘Ｉ罟┧渥愕那闆r下減少水資源浪費(fèi)，也不免水災(zāi)發(fā)生，從而最大程度地優(yōu)化了水資源的調(diào)度效能。

4 水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用效益

水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用效益主要體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和信息利用效益三個(gè)方面，詳細(xì)內(nèi)容如下：第一，改善水環(huán)境效益。本文所述案例地區(qū)應(yīng)用水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多年，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水資源的科學(xué)調(diào)度，也提高了區(qū)域內(nèi)自然災(zāi)害的抵抗能力。在系統(tǒng)建成后，對(duì)區(qū)域內(nèi)的水閘、水資源、河網(wǎng)水文等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，促進(jìn)了區(qū)域內(nèi)的多條河流感到的定向、有序流動(dòng)，也增加了河網(wǎng)水體的改變次數(shù)，有效改善了河道水域的水質(zhì)，減少了河道淤積。水質(zhì)的改善保證了居民的用水安全，也降低了工程投資。第二，區(qū)域經(jīng)濟(jì)效益的提高。本文所述案例地區(qū)水資源緊缺，農(nóng)業(yè)發(fā)展和城市居民生活用浪費(fèi)也十分嚴(yán)重。為此，水資源的高效與合理利用是促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的必要舉措。水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用弱化了區(qū)域水資源緊缺對(duì)于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不利影響，也保證了農(nóng)用的正常發(fā)展，持續(xù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供水資源，穩(wěn)定了經(jīng)區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展的平衡狀態(tài)。第三，信息利用效益。水閘本章自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)效能的發(fā)揮其本質(zhì)就是對(duì)大數(shù)據(jù)的采集和分析計(jì)算。自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用推動(dòng)了區(qū)域水資源控制的信息化進(jìn)程，而系統(tǒng)的建設(shè)也帶動(dòng)了周邊輔助辦公與管理信息工具的開(kāi)發(fā)，如抗災(zāi)輔助智慧系統(tǒng)等，全面提升了區(qū)域內(nèi)信息資源的利用水平，發(fā)揮出了信息利用的最大效益。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感、衛(wèi)星、雷達(dá)等技術(shù)的應(yīng)用為水務(wù)管理提供了多元化的信息，如防洪抗災(zāi)等，推動(dòng)了“數(shù)字化流域”建設(shè)，推動(dòng)了流域規(guī)劃、開(kāi)發(fā)、管理的信息數(shù)字化進(jìn)程。實(shí)踐證明，水閘泵站自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用在提高資源共享程度和資料利用率的基礎(chǔ)上，保證了供水穩(wěn)定和水域安全，具有推廣價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：

王立龍（1977- ），男，工程師，本科，從事水利工程建設(shè)工作。

傅勛德（1965- ），男，工程師，本科，從事水利工程建設(shè)工作。