漁洞水庫運(yùn)行調(diào)度信息化建設(shè)

崔汝靜

（昭通漁洞水庫管理局，云南 昭通 657000）

0 引言

中國高度重視水利工程建設(shè)，水庫是重要的水利工程，水庫在保障經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和國家水安全中具有不可替代的基礎(chǔ)性作用。水庫在長期的運(yùn)行過程中存在一些問題，使其不能很好地發(fā)揮作用，因此需要有效地改善水庫運(yùn)行中存在的問題，水庫調(diào)度管理逐漸成為水資源開發(fā)中亟待解決的重要問題。隨著大數(shù)據(jù)、智慧水利、物聯(lián)網(wǎng)、遙感、人工智能識別、5G等先進(jìn)信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，建設(shè)中小型水庫信息化管理系統(tǒng)，為水庫運(yùn)行調(diào)度信息化提供保證。

1 項(xiàng)目概況

漁洞水庫位于金沙江二級支流居樂河上，下游稱灑漁河，經(jīng)橫江匯入金沙江。樞紐工程位于昭通市西北方向，水庫距昭通市23 km，是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有發(fā)電、防洪、工礦和城市生活供水及向下游梯級電站補(bǔ)水等綜合利用的大⑵型水利工程。水庫控制流域面積709 km2，總庫容3.64億m3，水庫多年平均徑流量3.65億m3，灌溉農(nóng)田2.15萬hm2，向城市供水0.18億m3，補(bǔ)償下游梯級電站用水0.55億m3，壩后調(diào)峰電站裝機(jī)1.26萬kW，年平均發(fā)電量0.269億kW·h。

樞紐工程由攔河壩、泄洪建筑物、引水建筑物等組成。壩型為細(xì)骨料混凝土砌石重力壩，壩頂海拔高程1 988 m，壩高87 m，壩頂長227.50 m、寬12 m。泄洪建筑物位于5壩段，由溢流堰、底孔及其機(jī)電設(shè)施組成，溢流堰底板高程1 978 m，設(shè)有兩扇7 m×7 m弧形閘門，設(shè)計(jì)最大泄流量642 m3/s；底孔底板高程1 925 m，設(shè)計(jì)最大泄流量275 m3/s。

引水建筑物由城市供水、南北干渠、電站取水口及其機(jī)電設(shè)施組成。城市供水孔布置在4壩段，設(shè)計(jì)年供水0.18億m3；南干渠取水口位于3壩段，設(shè)計(jì)流量為10.50 m3/s；北干渠取水口位于9壩段，設(shè)計(jì)流量為13.50 m3/s；電站取水口設(shè)在6壩段，低限制運(yùn)行水位高程1 950 m。

漁洞水庫工程于1992年批準(zhǔn)建設(shè)，1996年12月下閘蓄水，2000年12月竣工驗(yàn)收，投入使用以來，發(fā)揮了巨大的農(nóng)業(yè)灌溉、城市供水、防洪、發(fā)電和生態(tài)調(diào)節(jié)效益，是昭通市重要的水利工程。

2 信息化建設(shè)必要性

為保障國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，不斷增強(qiáng)綜合國力，水利部提出了“從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變”的治水思路，要求水利建設(shè)應(yīng)更加重視對水資源的開發(fā)、利用、節(jié)約、保護(hù)和配置。要實(shí)現(xiàn)這一治水思路就必須充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)特別是高新技術(shù)改造傳統(tǒng)水利行業(yè)，提高水利科技含量。根據(jù)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于切實(shí)加強(qiáng)水庫除險加固和運(yùn)行管護(hù)工作的通知》和《水利部關(guān)于印發(fā)貫徹落實(shí)〈國務(wù)院辦公廳關(guān)于切實(shí)加強(qiáng)水庫除險加固和運(yùn)行管護(hù)工作的通知〉工作方案的通知》文件精神，提升信息化管理能力是加強(qiáng)水庫除險加固和運(yùn)行管護(hù)工作的重要措施之一。

漁洞水庫肩負(fù)著當(dāng)?shù)匕l(fā)電、防洪、工礦和城市生活供水及向下游梯級電站補(bǔ)水等重要任務(wù)，工程運(yùn)行包括防洪、灌溉供水、工礦和城市生活供水運(yùn)行調(diào)度管理等，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。統(tǒng)籌建立、逐步完善工程運(yùn)行管理信息系統(tǒng)，對規(guī)范管理程序、減少管理漏洞、保障工程正常運(yùn)行和綜合效益的發(fā)揮具有重要作用。

3 運(yùn)行調(diào)度信息化建設(shè)堅(jiān)持的基本原則

3.1 科學(xué)合理，成熟可靠

認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)方針政策和水利部的技術(shù)政策，堅(jiān)持設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性和公正性；認(rèn)真貫徹執(zhí)行云南省、水利部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部及工業(yè)和信息化部頒布的相關(guān)技術(shù)規(guī)定和設(shè)計(jì)規(guī)范，堅(jiān)持設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性、完整性和先進(jìn)性。

3.2 統(tǒng)籌兼顧，服務(wù)上乘

在分析漁洞水庫運(yùn)行調(diào)度需求的基礎(chǔ)上，明確業(yè)務(wù)處理流程、數(shù)據(jù)流程和功能需求，提出功能全面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；設(shè)計(jì)方案統(tǒng)籌考慮工程與同級和上級建設(shè)管理平臺的關(guān)系，為實(shí)現(xiàn)“云南智慧水利”的建設(shè)目標(biāo)，提供基礎(chǔ)支撐。

3.3 全局發(fā)展，綜合規(guī)劃

設(shè)計(jì)方案應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有信息技術(shù)在水利工程等項(xiàng)目上的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，充分考慮信息技術(shù)的發(fā)展趨勢，采用先進(jìn)、成熟、主流的技術(shù)，綜合規(guī)劃，從全局出發(fā)從各個層面進(jìn)行運(yùn)行調(diào)度信息化設(shè)計(jì)，在符合結(jié)構(gòu)化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，設(shè)計(jì)應(yīng)做到標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、連接暢通，保障系統(tǒng)的完整性和靈活性，除了信息系統(tǒng)具有開放性和兼容性外，還要具有較長的生命周期；并要確保系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的可靠安全運(yùn)行。

3.4 整合資源，功能優(yōu)先

在滿足功能需求的前提下，充分整合水庫管理局現(xiàn)有信息化資源，發(fā)揮其最大效能；整合后不滿足功能需求的，在科學(xué)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的補(bǔ)充和完善。

3.5 理念現(xiàn)代，技術(shù)先進(jìn)

適應(yīng)水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管的最新要求，樹立現(xiàn)代化發(fā)展理念，依靠科技創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，大力推進(jìn)先進(jìn)技術(shù)手段和新儀器新設(shè)備在水利信息化中的應(yīng)用，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、無線通信、人工智能、分布式存儲等先進(jìn)技術(shù)，建設(shè)水庫運(yùn)行調(diào)度信息化系統(tǒng)。

3.6 實(shí)事求是，因地制宜

在漁洞水庫運(yùn)行調(diào)度信息化建設(shè)過程中，必須從水庫信息化現(xiàn)狀的實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)庫區(qū)樞紐區(qū)運(yùn)行調(diào)度管理需求，因地制宜、深入分析論證，建設(shè)符合漁洞水庫現(xiàn)狀、兼顧未來發(fā)展的庫區(qū)運(yùn)行調(diào)度信息化建設(shè)模式。

4 漁洞水庫運(yùn)行調(diào)度信息化建設(shè)目標(biāo)

4.1 建設(shè)目標(biāo)

漁洞水庫運(yùn)行調(diào)度信息化系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是利用現(xiàn)代遙測、遙控技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等科技手段，在高速可靠穩(wěn)定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，建成先進(jìn)實(shí)用、高效可靠、覆蓋整個樞紐區(qū)的運(yùn)行調(diào)度信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對工程現(xiàn)有業(yè)務(wù)整合、三維可視數(shù)字化展示、運(yùn)行管理和水資源調(diào)度支持等需求。

漁洞水庫運(yùn)行調(diào)度信息化系統(tǒng)主要滿足兩個功能需求：一是整合現(xiàn)有調(diào)度分中心信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)，構(gòu)建“1+6+1”業(yè)務(wù)服務(wù)模式，為庫區(qū)運(yùn)行管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、先進(jìn)的綜合環(huán)境；二是為科學(xué)化、數(shù)字化、智能化的庫區(qū)調(diào)度提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐服務(wù)和日常調(diào)度功能，同時為上下游系統(tǒng)、上級管理單位等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)。

4.2 構(gòu)建現(xiàn)代化水庫運(yùn)行調(diào)度體系

在漁洞水庫現(xiàn)有運(yùn)行調(diào)度方案和運(yùn)行調(diào)度設(shè)施的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前高新技術(shù)手段，通過“1+6+1”平臺系統(tǒng)建設(shè)，整合現(xiàn)有6個業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，構(gòu)建1個綜合平臺和1個展示子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水庫運(yùn)行調(diào)度的現(xiàn)代化、數(shù)字化、智能化。結(jié)合水雨情監(jiān)測數(shù)據(jù)和需水量，根據(jù)調(diào)度方案，構(gòu)建數(shù)字化流程控制，實(shí)現(xiàn)閘門遠(yuǎn)程控制功能，通過視頻監(jiān)控、智能視頻識別、監(jiān)測設(shè)備等對閘門狀態(tài)、出水口流量、水位等進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和實(shí)時監(jiān)管，促進(jìn)運(yùn)行調(diào)度的高效、穩(wěn)定、智能控制，保障水庫的安全運(yùn)行和水資源的高效利用。

4.3 完善水庫智能感知體系

利用水庫現(xiàn)有的監(jiān)測設(shè)施設(shè)備，通過整合資源，對水庫各項(xiàng)信息采集方式和要求進(jìn)行統(tǒng)一部署，保留現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通信鏈路，保證工程實(shí)施期間的業(yè)務(wù)需求，構(gòu)建新的數(shù)據(jù)通信鏈路，完善水庫智能感知體系，實(shí)現(xiàn)對水庫的水雨情、視頻監(jiān)控、大壩安全監(jiān)測、水質(zhì)等信息的實(shí)時采集和動態(tài)監(jiān)測。

4.4 完善高速穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)體系

針對監(jiān)測站點(diǎn)通信和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)范管理等問題，立足現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，構(gòu)建高效、快速、可靠的庫區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)體系。面向下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，升級改造網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)資源調(diào)配能力，滿足水庫對視頻監(jiān)控、運(yùn)行調(diào)度等業(yè)務(wù)所需的各類信息在各節(jié)點(diǎn)之間及時、高效的傳輸、交換，全面建成滿足水庫智慧運(yùn)行調(diào)度業(yè)務(wù)需求的信息網(wǎng)。

4.5 構(gòu)建智慧化的數(shù)據(jù)資源體系

在漁洞水庫信息化發(fā)展過程中，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)采集存儲了許多相互獨(dú)立的歷史數(shù)據(jù)，為擴(kuò)展數(shù)據(jù)間的融合與運(yùn)用，促進(jìn)水庫數(shù)據(jù)資源的價值化發(fā)展，構(gòu)建漁洞水庫運(yùn)行調(diào)度數(shù)據(jù)體系，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的有效整合，進(jìn)行統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一處理，實(shí)現(xiàn)各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接收，加強(qiáng)數(shù)據(jù)的利用效率，促進(jìn)數(shù)據(jù)共享，完善數(shù)據(jù)上層服務(wù)。

4.6 構(gòu)建安全可靠的網(wǎng)絡(luò)安全防御體系

推進(jìn)信息安全等級保護(hù)建設(shè)，構(gòu)建安全可靠的網(wǎng)絡(luò)安全防御體系，主要包括網(wǎng)絡(luò)安全計(jì)算環(huán)境、安全通信網(wǎng)絡(luò)、安全區(qū)域邊界、安全管理中心建設(shè)。通過完善漁洞水庫運(yùn)行調(diào)度分中心網(wǎng)絡(luò)安全頂層設(shè)計(jì)，落實(shí)國家信息安全保護(hù)制度，完成信息系統(tǒng)安全等級保護(hù)建設(shè)工作。按照等級保護(hù)要求，從物聯(lián)網(wǎng)區(qū)、互聯(lián)網(wǎng)邊界、網(wǎng)絡(luò)傳輸區(qū)、服務(wù)器及應(yīng)用系統(tǒng)區(qū)、核心數(shù)據(jù)區(qū)等各方面，從預(yù)測、檢測、防御、響應(yīng)等多個維度，提升防御能力和信息系統(tǒng)的恢復(fù)能力，購買相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全防御設(shè)備，提升網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)效率，實(shí)現(xiàn)持續(xù)、動態(tài)的安全防護(hù)，保障業(yè)務(wù)完整性、可用性、機(jī)密性。

4.7 推動標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)房改造、網(wǎng)絡(luò)資源升級

針對當(dāng)前業(yè)務(wù)機(jī)房存在的問題與不足，對現(xiàn)有漁洞水庫運(yùn)行調(diào)度分中心機(jī)房進(jìn)行機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)化改造，完善其封閉、空調(diào)、消防、斷電維持、功能分區(qū)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。結(jié)合新興的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)，構(gòu)建高效、便捷、可靠的機(jī)房網(wǎng)絡(luò)資源體系，擴(kuò)充計(jì)算、存儲資源，構(gòu)建超融合架構(gòu)平臺，實(shí)現(xiàn)資源虛擬化管理，提高業(yè)務(wù)可用性、數(shù)據(jù)安全性。

5 總結(jié)

綜上所述，漁洞水庫調(diào)度運(yùn)行信息平臺涉及防洪減災(zāi)、水文水資源和高新技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域。隨著大數(shù)據(jù)、智聯(lián)互聯(lián)網(wǎng)、5G等信息技術(shù)在水庫中的應(yīng)用，漁洞水庫結(jié)合防洪、防凌和水庫樞紐調(diào)度運(yùn)行生產(chǎn)實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行調(diào)度信息化，使?jié)O洞水庫更好地發(fā)揮作用，充分發(fā)揮其社會效益、經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。