遼寧省小型水庫報汛方式的比選研究

魏海濤，王圣海

(遼寧省農(nóng)村水利建設(shè)管理局，遼寧 沈陽 110003)

1 研究意義與必要性

小型水庫是防洪工程體系和水利基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在防洪、蓄水灌溉、城鄉(xiāng)供水、旅游和水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面發(fā)揮著重要作用。它的特殊性一是初期投資及后期效益的巨大，失事后果的嚴重性，對周邊環(huán)境的破壞性；二是運行維護的實驗性、不確定性和廣泛性。汛期對水庫大壩、附屬設(shè)施和水位的定期觀測可為防汛指揮決策提供重要依據(jù)，因此選擇安全可靠的監(jiān)測方式非常有必要。

2 研究現(xiàn)狀

汛期水庫的水位觀測具有重要性和嚴謹性兩個特點，要想準(zhǔn)確地掌握汛期大壩的運行情況，只有通過水位的連續(xù)全面觀測才能夠?qū)崿F(xiàn)。目前對于小型水庫的報汛方式分為自動設(shè)備報汛和人工觀測報汛。

2.1 自動設(shè)備報汛

目前存在的小型水庫報汛系統(tǒng)旨在構(gòu)建全省小型水庫防汛通信預(yù)警信息綜合管理平臺，建設(shè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)信息共享；并通過省、市、縣三級的在線維護，實現(xiàn)信息的及時更新；同時對數(shù)據(jù)進行分析和整理，為水庫防汛調(diào)度和應(yīng)急管理提供決策支持。

系統(tǒng)主要建設(shè)內(nèi)容為：根據(jù)國家制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建小型水庫防汛通信預(yù)警系統(tǒng)，系統(tǒng)包括每座水庫建立站房，站房中配備視頻觀測設(shè)備、水位測量設(shè)備、雨量監(jiān)測設(shè)備等；建立省中心站和分中心站，分中心站主要以縣級單位為基礎(chǔ)構(gòu)建(見圖1)。

通過上述建設(shè)內(nèi)容達到以下功能：

(1)采用定時自報、超限加報和查詢應(yīng)答兼容的工作體制，對人工置數(shù)信息具有反饋確認的功能。具有可靠的防雷措施，具備數(shù)據(jù)超限告警及設(shè)備故障告警功能。

(2)全系統(tǒng)采用GPRS+CDMA兩種信道主備通信的方式。采用先進的視頻壓縮技術(shù)，可有效節(jié)約網(wǎng)絡(luò)流量。

(3)各項設(shè)備符合結(jié)構(gòu)簡單、可靠、低功耗的原則，測站擬采用風(fēng)光互補電源+蓄電池模式，風(fēng)光互補即風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電，以保證所有測站均能在各種條件下長期工作。

2.2 人工觀測報汛

遼寧省小型水庫報汛主要依靠“小型水庫手機短信報汛系統(tǒng)”，水庫管理員定期到水庫現(xiàn)場，讀取水尺水位，使用手機編寫短信發(fā)送到專用號碼進行報汛。報訊數(shù)據(jù)上來后，經(jīng)過系統(tǒng)解析，將數(shù)據(jù)的基本信息展現(xiàn)出來(見圖2)。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

圖2系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)示意

3 存在問題

3.1 自動設(shè)備報汛

3.1.1 設(shè)備準(zhǔn)確性方面

一是遼寧省地勢大體為北高南低，從陸地向海洋傾斜；山地丘陵分列于東西兩側(cè)，向中部平原傾斜，地貌劃分為三大區(qū)。自動觀測設(shè)備制造廠家采取流水線生產(chǎn)方式，不能完全考慮到每座水庫的實際情況去定制，如水庫所在地的氣候、地形、環(huán)境等，容易導(dǎo)致信息嚴重失真，給山洪預(yù)警決策帶來很大隱患。

二是預(yù)警值的確定關(guān)系到設(shè)備和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。目前預(yù)警值都是根據(jù)經(jīng)驗值和水庫的特征值來確定的，對系統(tǒng)的運行造成隱患；會造成預(yù)警值太大時起不到預(yù)警的效果、預(yù)警值太小時又“草木皆兵”。

3.1.2 運行維護方面

遼寧省的小型水庫大多分布在偏遠地區(qū)或者山區(qū)野外，觀測設(shè)備是在非常復(fù)雜的自然條件下運行，受到多種因素的影響；其材料、結(jié)構(gòu)及工作運行狀況隨著時間的推移會發(fā)生不同程度的損壞。如何確保系統(tǒng)設(shè)備的安全和正常運行，是建成以后的重要問題。

3.2 人工觀測報汛

一是部分地區(qū)特殊情況因素，水庫管理人員變動頻繁，培訓(xùn)能力不能有效跟進，造成管理人員水庫水尺的讀取能力不高，加之其能力、年齡、素質(zhì)層次不齊，部分管理人員移動設(shè)備的使用和短信編輯方面存在欠缺，造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。二是部分水庫所在地區(qū)沒有移動信號，造成短信數(shù)據(jù)延遲或者發(fā)送失敗。三是運行商的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)意外終止，移動升級服務(wù)導(dǎo)致數(shù)據(jù)表變化，服務(wù)器mas服務(wù)停止工作，軟件停止讀取運行商服務(wù)器的短信數(shù)據(jù)。四是水庫高程數(shù)據(jù)或者是曲線數(shù)據(jù)錯誤引起奇異值。

4 研究分析

分析遼寧省水庫報汛的現(xiàn)狀和水庫所在地區(qū)的實際情況，建議依托全省人工報汛的基礎(chǔ)，對人工報汛的方式進行改造升級，在防汛重要地區(qū)建立自動報汛設(shè)備。

目前，智能手機已經(jīng)普及，手機購票、購物、打車、理財已經(jīng)成為了百姓生活的一部分，使用手機APP作為報汛手段也成為了一種新的趨勢，這也是建設(shè)和完善“智慧水利”的重要部分。APP報汛的流程是庫管員通過手機APP的界面利用無線網(wǎng)絡(luò)或者移動數(shù)據(jù)發(fā)送水位信息到報汛服務(wù)器。主要優(yōu)點：報文錯誤率低、兼容性好、無運行費、環(huán)節(jié)簡單、故障率低和信息量更加豐富等。

項目工程竣工后，對項目建設(shè)形成固定資產(chǎn)造冊登記，落實管護主體，明確管護職責(zé)，做到責(zé)任明確、制度規(guī)范、落實到位。建立專職管護隊伍，經(jīng)常性地進行檢查監(jiān)督，確保制度落實、責(zé)任到位，使工程效益長期發(fā)揮。

根據(jù)全省的實際情況，系統(tǒng)設(shè)備的管理將主要依托基層水利部門，由鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利站工作人員負責(zé)定期對設(shè)備進行檢查，如發(fā)現(xiàn)損壞及時上報上級部門，由上級部門聯(lián)系專業(yè)人員進行維修，保證設(shè)備的正常運行。目前全省已為每座水庫配備長期庫管員和臨時庫管員，庫管員可作為此項工作的主要執(zhí)行者。此外，遼寧省每年還對庫管員進行業(yè)務(wù)能力的培訓(xùn)和考核，在培訓(xùn)素材和考核內(nèi)容中可增加相關(guān)設(shè)備的操作說明和檢查規(guī)范，以此加強管理人員的管理能力。

經(jīng)費是管護工作正常進行的必要條件，該設(shè)備的運行費用主要包括管護人員工資、維修養(yǎng)護費用和設(shè)備通訊費。首先管護人員工資由于每年給庫管員和臨時庫管員發(fā)放補助資金，而設(shè)備的管護人員為庫管員，所以人員工資目前無需額外支出。其次維修養(yǎng)護費用由于每年有專門的維修養(yǎng)護資金，對已建的農(nóng)村水利工程及設(shè)施設(shè)備進行日常管理、維修和養(yǎng)護，工程范圍為公益性農(nóng)村水利工程，其中包括承擔(dān)防洪、排澇、抗旱、灌溉等公益性任務(wù)的水庫，所以維修養(yǎng)護費用也基本落實。

5 結(jié) 語

2013年，遼寧省“小型水庫手機短信報汛系統(tǒng)”開始運行，庫管員使用手機編寫短信發(fā)送到中國移動專用號碼進行報汛。經(jīng)過了5個汛期的檢驗，系統(tǒng)基本能安全穩(wěn)定運行，但是隨著時間推移和社會發(fā)展，短信也在慢慢淡出公眾視野，這種模式的弊端也在慢慢顯現(xiàn)，在一定程度上影響了報汛工作的順利進行。

在這個更新?lián)Q代的時期，通過以上分析，得出一套適用本地區(qū)的報汛方式，結(jié)論的得出、措施的制定以及信息的反饋，其最根本目的就是為了水庫的安全運行和人民群眾的生命財產(chǎn)安全。大壩的水位觀測應(yīng)該與氣象、水文、環(huán)境保護及水庫的閘門運行調(diào)度相結(jié)合，以實現(xiàn)對大壩全面兼顧的安全保障。