石棚水庫智能化管理建設(shè)探討

孫秀竹，郭淑敏，鄒海洋

（1.山東省青島市即墨區(qū)河庫管護中心，266200，青島；2.山東省青島市即墨區(qū)水資源綜合服務(wù)中心，266200，青島；3.山東省淄博市水利勘測設(shè)計院有限公司，255020，淄博）

目前我國許多中小型水庫信息化建設(shè)比較落后， 管理任務(wù)相當繁重。 青島市即墨區(qū)在對石棚水庫的現(xiàn)代化管理中，通過明確智能化管理思路，制定智能化管理框架，對水庫進行了有效的信息化建設(shè)。

一、基本情況

石棚水庫位于山東省青島市即墨區(qū)，是即墨區(qū)的頭頂庫，壩址坐落在即墨區(qū)環(huán)秀街道石棚子村西土橋頭河上，其西北方向就是即墨城區(qū)。該水庫于1960 年建成，流域面積54.5 km2，其中直接流域面積15 km2， 引入流域面積39.5 km2。 水庫總庫容1 138 萬m3，興利庫容840 萬m3。 水庫樞紐包括大壩、溢洪閘、放水洞三部分。 大壩為黃黏土均質(zhì)壩，總長1 133 m，其中主壩長527 m， 副壩長606 m， 最大壩高15.2 m，壩頂寬度5.5 m，壩頂建有1 m高漿砌石防浪墻。溢洪閘（附交通橋）位于副壩，共3 孔，閘孔凈寬6 m，閘門為平面鋼閘門，最大泄洪量為180 m3/s。放水洞位于主壩西部，形式為矩形涵洞，前部設(shè)有檢修工作閘門。

石棚水庫是即墨城區(qū)的主要供水水源。建成后，即墨城區(qū)的日供水量有了很大程度的增加， 日供水量可達2萬m3，對即墨城區(qū)的生活、生產(chǎn)用水以及養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展等起到了重要作用。

二、水庫管理中存在的問題

從目前的情況看，石棚水庫的管理運行制度比較完善，并且依據(jù)規(guī)章制度啟動了“三方聯(lián)防機制”管理模式。 但管理人員對石棚水庫的管理仍采用比較傳統(tǒng)的方法，如對大壩安全施行人工打點巡檢，人工進行漏點滲漏水位觀測等，這些管理方法不僅管理效率低，而且無法對水庫進行預(yù)警管理。 石棚水庫雖然已初步嘗試進行智能化管理，但因智能化硬件管理設(shè)施建設(shè)不到位，在信息采集方面還存在不足，如無法及時采集洪水監(jiān)測預(yù)報信息、無法收集供水信息等。 另外，石棚水庫現(xiàn)階段的智能化管理還沒有實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，包括與其他數(shù)據(jù)如氣象數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)、當?shù)亟?jīng)濟數(shù)據(jù)以及測繪地理信息數(shù)據(jù)等的共享，這些數(shù)據(jù)與石棚水庫的管理都有著非常密切的關(guān)系。

三、智能化管理的有效策略

1.設(shè)計智能化管理系統(tǒng)

在設(shè)計智能化管理系統(tǒng)過程中，首先應(yīng)該構(gòu)建智能化管理系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺， 平臺的構(gòu)建需要用到多種設(shè)備，比如工作站、存儲備份設(shè)備、高性能服務(wù)器設(shè)備，及移動終端設(shè)備等。有了一體化智能化管理系統(tǒng)的幫助，水庫管理者可以在該系統(tǒng)中存儲水庫相關(guān)數(shù)據(jù)和信息。

另外， 還需要建設(shè)智能化管理的通信網(wǎng)絡(luò)層，包括主壩安全系統(tǒng)、圖像監(jiān)控系統(tǒng)，以及閘門控制與水情監(jiān)控等其他子系統(tǒng)。 智能化管理的必備條件之一就是擁有穩(wěn)定、快速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以便于控制中心更好、 更快地操作各個系統(tǒng)。 通信網(wǎng)絡(luò)層除了包含這些系統(tǒng)之外，還包含許多附件，比如通信傳輸附件、電源系統(tǒng)、光電纜以及綜合網(wǎng)管等等。 這些系統(tǒng)和附件構(gòu)成了一個完整的通信網(wǎng)絡(luò)層，是對石棚水庫進行智能化管理必不可少的管理設(shè)施。

最后是數(shù)據(jù)資源層建設(shè)，石棚水庫智能化管理數(shù)據(jù)資源層可以分為三部分，第一部分是專門管理水庫各項數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)匯集平臺，建設(shè)該平臺主要采用中間件技術(shù)，然后在該平臺中將所有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息匯集起來，方便水庫管理者對各個系統(tǒng)的管理。第二部分是建設(shè)綜合數(shù)據(jù)庫， 在該數(shù)據(jù)庫中儲存水庫水情和水質(zhì)信息，及水庫大壩安全方面的信息等。有了綜合數(shù)據(jù)庫，石棚水庫管理人員能夠在數(shù)據(jù)庫中了解水庫實時變動情況，還可以查閱相關(guān)文檔數(shù)據(jù)，了解與石棚水庫相關(guān)的政策法規(guī)。 第三部分是對數(shù)據(jù)庫進行科學維護，為了確保石棚水庫數(shù)據(jù)和信息不泄露、不丟失，管理人員需要定期對石棚水庫智能化管理系統(tǒng)展開有效維護，及時備份各項重要數(shù)據(jù)。

2.使用GIS 進行智能化管理

除了建立水庫智能化管理系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺以外，水庫管理還積極引進GIS先進技術(shù)，管理人員可以運用此技術(shù)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行在線評估與判斷。 在水庫數(shù)據(jù)被收集起來之后，GIS 技術(shù)能夠通過對這些數(shù)據(jù)極值、粗差的分析來監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，在對有效數(shù)據(jù)進行整編之后形成水庫數(shù)據(jù)評判日志，大大提高管理效率。 此外，GIS 還具有地圖展示的功能， 針對水庫管理中水情測報工作、水質(zhì)監(jiān)測工作和安全監(jiān)測工作等，GIS 可以將其進行有效分類，然后按照不同類別建立矢量圖層，并且每一個矢量圖層都與水庫的空間信息管理數(shù)據(jù)庫緊密聯(lián)系。 有了GIS 地圖展示的支持，石棚水庫管理人員可以通過觀看這張在線電子地圖，隨時了解水庫的動態(tài)變化。

3.加強水庫的在線監(jiān)測

推動石棚水庫智能化管理工作有效開展，還應(yīng)該成立水質(zhì)、水量的監(jiān)控中心。 在監(jiān)控中心內(nèi)部包含了交換機、中心服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)施，以便于及時匯總水庫遙測站收集的數(shù)據(jù)。如需了解水庫的水情信息，還需要安裝生態(tài)監(jiān)控管理軟件。 在監(jiān)控中心建設(shè)生態(tài)流量自動監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控水庫數(shù)據(jù)信息，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)值低于警戒值， 該系統(tǒng)就會自動報警，有利于管理人員及時發(fā)現(xiàn)問題，然后制定相對應(yīng)的解決辦法，確保石棚水庫能夠安全正常地運行。

四、結(jié) 語

石棚水庫對于即墨城區(qū)生活、生產(chǎn)用水以及養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展等都有著至關(guān)重要的作用， 應(yīng)當加快建設(shè)和完善智能化管理系統(tǒng)， 并逐漸完善水庫智能化硬件、軟件管理設(shè)施建設(shè)，從而實現(xiàn)運用先進信息技術(shù)來提高中小型水庫智能化管理水平的目標。