1前言

　　浙江省目前已经建成中小水库3800余座，总库容50多亿m3，主要遍布山区边缘地区，承担了防洪、灌溉、发电以及城镇供水等方面的作用。由于这些水库大多建于上世纪五六十年代，受当时的物力、财力以及技术条件的限制，这些工程普遍存在标准偏低、施工质量不高、设施老化破损或不完备等问题。针对这种情况，浙江省提出了“千库保安”工程建设，陆续投入资金进行病险水库的除险加固工程，同时也对水库进行了自动化系统建设，如大坝自动化安全监测系统、水情自动测报系统、电站自动化监控系统、图像安全监测系统等，这些系统组成了水库信息化系统。本文通过对安地水库信息化系统的建设，探索如何把这些已建、在建或将建的自动化信息系统的信息有效地利用起来，为上级水行政主管部门正确决策防洪抗旱调度及专家安全评价提供实时、准确的信息。

　　2水库信息化系统介绍

　　安地水库位于浙江省金华市婺城区安地镇，集雨面积162km2，流域位于钱塘江流域梅溪支流，雨量充沛，多年平均降雨量1815mm，水库库容6250万m3。安地水库主要为以灌溉为主结合防洪、发电等综合利用的中型水库。一级电站装机4×1500kW，二级电站位于一级电站下游大约1km处，系安地水库梯级开发电站，装机2×250kW，泄洪闸位于大坝左岸的马家岭处(见图1)。

　　2．1系统网络结构

　　网络中心设在水库管理大楼，里面放置数据库服务器、网络交换设备等。水文遥测子系统、坝体渗压自动监测系统根据实际情况放在水库观测中心水文站；一级电站自动化监控系统放在一级站中控室，二级电站自动化监控系统子系统放在二级电站中控室。泄洪闸监控采用PLC控制，与交换机通讯，图像由摄像机采集经过视频服务器，通过交换机经网桥直接到服务器。

　　服务器与各子系统前置机之间采用10／100M网卡和网络线连接。上级部门通过宽带网络或MODEM拨号方式与水库局域网互联。

　　信息化系统采用局域网结构，由数据库服务器和各子系统前置机组成。水文遥测子系统各测站与主站之间通信为GSM移动无线通信方式，其余各子系统与子系统前置机之间通信采用有线电缆传输方式。网络中心到一级电站与水文站采用光纤传输。泄洪闸距离水文站直线距离约800m，而从绕库公路算约有2km，数据量不大，采用光缆造价要近10万元，因此采用无线网桥方案。二级电站与管理楼之间直线约400m，数据量也不大，因此也采用无线网桥方案。

　　1前言

　　浙江省目前已经建成中小水库3800余座，总库容50多亿m3，主要遍布山区边缘地区，承担了防洪、灌溉、发电以及城镇供水等方面的作用。由于这些水库大多建于上世纪五六十年代，受当时的物力、财力以及技术条件的限制，这些工程普遍存在标准偏低、施工质量不高、设施老化破损或不完备等问题。针对这种情况，浙江省提出了“千库保安”工程建设，陆续投入资金进行病险水库的除险加固工程，同时也对水库进行了自动化系统建设，如大坝自动化安全监测系统、水情自动测报系统、电站自动化监控系统、图像安全监测系统等，这些系统组成了水库信息化系统。本文通过对安地水库信息化系统的建设，探索如何把这些已建、在建或将建的自动化信息系统的信息有效地利用起来，为上级水行政主管部门正确决策防洪抗旱调度及专家安全评价提供实时、准确的信息。

　　2水库信息化系统介绍

　　安地水库位于浙江省金华市婺城区安地镇，集雨面积162km2，流域位于钱塘江流域梅溪支流，雨量充沛，多年平均降雨量1815mm，水库库容6250万m3。安地水库主要为以灌溉为主结合防洪、发电等综合利用的中型水库。一级电站装机4×1500kW，二级电站位于一级电站下游大约1km处，系安地水库梯级开发电站，装机2×250kW，泄洪闸位于大坝左岸的马家岭处(见图1)。

　　2．1系统网络结构

　　网络中心设在水库管理大楼，里面放置数据库服务器、网络交换设备等。水文遥测子系统、坝体渗压自动监测系统根据实际情况放在水库观测中心水文站；一级电站自动化监控系统放在一级站中控室，二级电站自动化监控系统子系统放在二级电站中控室。泄洪闸监控采用PLC控制，与交换机通讯，图像由摄像机采集经过视频服务器，通过交换机经网桥直接到服务器。

　　服务器与各子系统前置机之间采用10／100M网卡和网络线连接。上级部门通过宽带网络或MODEM拨号方式与水库局域网互联。

　　信息化系统采用局域网结构，由数据库服务器和各子系统前置机组成。水文遥测子系统各测站与主站之间通信为GSM移动无线通信方式，其余各子系统与子系统前置机之间通信采用有线电缆传输方式。网络中心到一级电站与水文站采用光纤传输。泄洪闸距离水文站直线距离约800m，而从绕库公路算约有2km，数据量不大，采用光缆造价要近10万元，因此采用无线网桥方案。二级电站与管理楼之间直线约400m，数据量也不大，因此也采用无线网桥方案。

　　2．2系统工作模式

　　全系统包括了坝体渗压自动化监测、水文遥测、电站监控、图像监视监控、泄洪闸监控等5个子系统，形成1个局域网，每个子系统都可以独立工作，各子系统通过最新的计算机网络与通信技术，实现各功能子系统数据共享、远程监控、现代化管理。各子系统数据更新后自动存入服务器数据库。提供基于Web方式的综合信息查询系统集成整合各子系统的共享数据，供局域网络内所有机器查询，也可以为远程连接的上级部门提供信息查询。实现基于局域网的系统资源共享(如打印机、硬盘资源，文档共享等)。

　　2．3子系统设计

　　2．3．1坝体渗压自动化监测系统

　　水库土坝通过观测坝内水位情况来判断大坝运行是否安全。因此，在土坝的内部防渗芯墙的前后不同断面根据观测需要埋设水管，里面放置水位传感器，通过模数转换卡(A/D卡)连接至计算机，经计算机采集、分析、处理等实现对大坝实时监测。数据通过网络传输到中心服务器。

　　2．3．2水文遥测系统

　　水库水文遥测系统，根据地形分布在流域内不同的地区，建4个雨量遥测站，可以较客观地分析整个流域的降雨情况。采用单片机程序处理采集的雨量数据，因数据量不大，为节约成本，利用现有分布较广的移动电话(移动或联通)，通过GSM短信或GPRS方式发送；中心站也通过GSM短信或GPRS接收各雨量站发送的数据，输入到计算机进行处理、存储、分析，再传送到网络中心。

　　2．3．3电站监控系统

　　一、二级电站采用从加拿大引进的TCM新型水电站计算机控制系统。该系统为分层分布式硬件结构，由可选的各个模块组成，采取模块化编程，实现水电站的自动监测、控制、调节和保护。系统由上位机与下位机测量、控制保护单元(LCU)2个层次组成，上位机与下位机LCU之间通过SIM通讯进行数据交换；上位机、下位机各单元之间均可独立工作，每一设备的故障均不影响系统的持续运行。

　　为确保电站的安全运行，一、二级电站监控系统独立运行，仅限向中心服务器上传有关共享数据，中心以及各个网络终端都不能进入电站监控系统。

　　2．3．4图像监控系统

　　图像监控系统，主要对大坝水位观测点、坝面、一、二级电站运行工况、泄洪闸工况和泄洪闸启闭机房等6个站点作为图像采集监控点，管理楼作为监控中心站。

　　本设计的图像监控方案是基于IP网络的视频监控系统，前端监控点摄像机的视频信号及控制信号通过数字视频服务编码器编码压缩成MPEG-4标准信号直接与网络连接；之后通过具有网桥结构的扩频微波电台传输至一级电站以太网络，通过一级电站与管理楼之间的光纤网络延伸至管理楼中控室，实现真正意义上的数字化视频传输系统。

　　2．3．5泄洪闸监控系统

　　本系统由闸门远程监控系统、远程视频监控系统、无线通讯及语音系统等3部分组成。

　　闸门远程监控系统采用开放系统，由上位工控机、打印机、现地LCU单元以及闸门控制箱等构成。通过无线网络系统与安地水库其它计算机监控系统进行连接，实现数据共享和网络远程访问。

　　远程视频监控系统根据泄洪闸实际情况，使用3套现地视频采集终端，通过无线传输系统接入视频监控系统。

　　无线通讯及语音系统采用摩托罗拉Canopy系统建立无线网桥，建立泄洪闸门跟水库管理处的无线以太网络连接，为视频传输和闸门远程监控信号提供传输通道。配备网络IP设备，扩展水库电话语音系统至泄洪闸门，提供清晰的语音通讯。

　　3应用情况分析

　　安地水库信息化系统的建设，由于资金原因，历时3年多分期完成。但由于设计规划时考虑了系统的扩展性、兼容性等，各个子系统在建设过程中并没有增加冗余的工作量，每个子系统增加都不影响前面的工作。系统建成后，主要有以下的功能：

　　1)以局域网形式将各个子系统有机地集成为一体，做到数据和资源共享。按不同类型对数据自动分类、转换、整编等各项处理。建立数据库系统，各子系统信息、数据、图表等内容以网页方式发布。

　　2)管理处各科室按照不同管理范围、不同级别进行且分为操作员级和管理员级，在各自权限范围内操作。

　　3)能以Web浏览器方式通过电话线进行远程访问以及FTP、Email等信息交流。

　　4)系统在通信链路、操作系统、数据库等环节采取严格的安全措施，保证网络系统不受外界侵害。Web浏览器只能浏览数据、图形、报表、仪器布置图等资料，所有的数据和程序都放在服务器中，由专门的管理员负责维护，用户无法在有意或无意的情况下修改或删除服务器中的数据和程序。

　　5)具备网络扩充接口，便于和地方水利网或Internet网络连接。

　　通过信息化系统，将坝体渗压自动化监测、水文遥测、电站监控、图像监视监控中所有计算机和外部设备等以网络形式连接起来，建立计算机局域网，使大坝的安全管理、水库防汛调度、电厂运行管理等能有机结合，大大地提高了水库现代化管理水平，提高了工作效率。

　　4总结

　　我国水力资源丰富．水电站众多；特别是我国在50～70年代兴修的一批水库、大坝，随着运行时间的不断延长，科学技术的发展，在需要对其维护的同时，亟待安装一批现代化的安全监测、管理系统，对水库进行实时监控管理。安地水库信息化系统成功地将大坝坝体渗压自动化监测、水库水文遥测、电站监控、图像监视监控、泄洪闸监控等集成管理；自投入运行以来，系统运行稳定，工作可靠，在水文分析计算，防洪抗旱、发电生产调度等方面发挥了重要作用，提高了水库现代化管理水平，为水库、大坝除险加固建设中实施水库信息化工程提供了成功范例。