宫山咀水库除险加固自动化系统工程建设管理

张宏伟，王立新，杨金宝

（1.葫芦岛平山供水有限责任公司，辽宁 葫芦岛125000；2.辽宁省观音阁水库管理局，辽宁 本溪117100）

1 工程概况

宫山咀水库是大凌河上游的一座大（II）型综合利用水利工程，位于辽宁省建昌县城6 km的宫山嘴乡。水库于1958年9月开工兴建。1960年大坝合拢截流，至1976年7月竣工，水库设计洪水标准为100年一遇，设计洪水位为75.03 m，相应库容为 7 975万m3；水库校核洪水标准为2 000年一遇，校核洪水位为78.05 m，相应库容为10 886万m3；水库正常蓄水位为73.70 m，相应库容为6 943万m3；水库死水位为62.36 m，相应库容为1 132万m3。水库主坝为粘土心墙砂壳坝，心墙顶高程为78.1 m，坝顶高程为80.10 m，防浪墙顶高程为81.40 m，坝顶长为510 m，坝顶宽为5.5 m，最大坝高33.7 m。

2 工程建设任务

1）水文自动测报系统建设。1个中心站、9个遥测站。

2）洪水预报与防洪调度系统建设。利用水文自动测报系统采集到的水雨情信息，对宫山咀水库进行水文预报与防洪调度工作进行全面的自动化、信息化支持。

3）大坝安全自动监测系统建设。坝顶水平、垂直位移监测；坝体、坝基渗流监测，5个断面，19个测压管。

4）流量自动监测系统建设。引渠流量监测、六股河的流量监测、建昌管道流量监测。

5）远程视频监控系统。将各处已建的视频信号传输至调度中心，进行综合管理。

6）水库管理处局域网建设。具体包括办公自动化系统、专业工程子系统管理、综合布线等软硬件建设。

3 工程建设简况

3.1 水情自动监测系统

1）雨量站施工。先安装法拉第筒和雨量计，将遥测终端、GPRS模块、蓄电池安装到法拉第筒内，翻斗式雨量传感器安装在法拉第筒上面，太阳能板固定在侧面支架上。

2）水位站施工。将镀锌钢管固定在业主单位协调下选定的水位计安装位置，水位计投入到测管内，管口设保护装置，将水位计探头安装在最低水位线以下，引线固定在管口保护装置内，通过变送器将引线接到法拉第筒内的遥测终端机上，实现水位数据的实时采集。

3）中心站。建立实时原始数据库，确认数据的准确性，进行数据分类处理、实时显示，并与其他应用系统（如防洪预报及调度系统）交换数据。整编后形成成果数据库，数据库可以实现同步动态存储，实现系统各数据库的实时同步、互为备份。

4）自动测报系统。系统以C/S模式开发，C/S模式子系统运行于专业计算机上，运行系统为Windows 2000/Windows Xp。采用SQL SERVER 2000（SP4）作为系统数据库，系统开发综合C++、Visual Basic、JAVA、JSP 实现系统功能。

3.2 大坝渗流监测系统

测压管施工过程：先造孔在进行测压管制造、安装、封孔、灵敏度检验、管口保护、安装保护箱及探头等，使数据传输到主机实时显示、分析、整编和存档后形成成果数据库。

3.3 表面变形监测点

1）进行起测基点、工作基点、水平位移测点、竖向位移测点的选取，基础制作等基础土建工作。

2）强制对中基座、保护装置的安装工作随即进行。

3）对每个测点进行测量，采集的数据自动输入并存储至计算机中，进行数据的显示、分析、整编和存档等，满足设计和相应规范标准要求。

3.4 流量自动监测系统

1）引渠流量监测（明渠流量测量）。在距电站出口80 m左右的渠道断面上设置4点式流量观测系统一套，在渠道两侧挡墙上各安装4个探头，探头沿水深分4层，均在水面以下，每个探头的电缆沿渠坡引到设在控制室内的现地单元，再通过传输设备与在管理局内的流量监测系统服务器组成自动化流量监测系统。

2）建昌管道流量监测。在电站出口通往建昌的管道上安装插入式流量观测系统一套，每个探头的信号电缆引到设在电站站房内的现地单元，再通过传输系统设备与设置在管理局内的流量监测系统服务器组成自动化流量监测系统。

3）六股河的流量监测（明渠流量测量）。在距电站出口180 m左右的渠道断面上，有一个通往六股河的分水口，在六股河分水口的进口设置双频8点式流量观测系统一套，在渠道两侧挡墙上各安装8个探头，探头沿水深分4层，均在水面以下，每个探头的电缆沿坡引到设在控制室的现地单元，再通过光缆与设置在管理局内的流量监测系统服务器组成自动化流量监测系统。

4）中心站建设。各流量监测点的探头经电缆接入设置在控制室内的现地单元，再接入设置在管理局内的监控主机，通过流量监测系统软件实现各流量监测断面的数据采集、处理、计算、数据存储、数据统计、各种图象显示、报表等功能，实现整个系统的流量监测集中管理。

3.5 综合系统

1）进行通讯链路规划，将各处原有视频监控点信号通过新链路传输至水库管理中心。根据水库监控点的分布特点和现状，将对已建的视频信号进行汇集，使汇集后的视频监控信息通过租用的电信SDH光缆通讯链路，传输至水库管理中心。在水库管理中心配置信号接收、逆向解压、存储设备、集中显示控制软件和视频服务器。保证通讯链路带宽不低于2 M以保障系统信息传输的稳定性和实时性。将水库管理中心视频监控设备与其它业务系统构建成为星型网络结构，视频服务器足够的接口以备系统的扩展。

2）综合自动化系统。严格按照公用技术IEEE802标准，建设多功能网络平台，在充分整合水库资源的基础上，对系统中的管理和工程信息统一协调。系统将接入视频监控、以太网数据、电话、各种监测数据等。系统采用高可靠性设备和必要的容错措施。采用开放的技术和产品，保证今后进行有效的扩充和升级。在设备选型、接点布设留有标准接口，为系统的进一步扩充做准备，并与internet外网连接。关键设备冗余配置，确保系统能够长时间持续运行；系统误码率优于ITU-T G.826标准，其可用率大于99.999 9%。直接管理各个业务接入设备及其接口，包括选择接口类型、设置传输带宽、检测接口状态等功能，提示并记录各项故障告警等信息。

3.6 完成工程项目任务

1）雨情自动监测系统。雨量站8个、水文站1个、中心站1个。

2）大坝渗流监测系统。测压计及其附件19套，无线网络终端机19套、网络路由1套、仪表箱基础19个及仪表箱安装19个，中心工控机及传输设备安装1套，渗流观测软件1套。

3）表面变形监测系统。全站仪主机及附件1套、棱镜及其附件5套。强制对中基座21个、变形测点护罩9个、数字水准仪及其附属设备1套、起测基点及其保护装置6套、工作基点及保护装置6套等。

4）流量自动监测系统。超声波流量计3套，超声波水位计2套，防雷接地系统1套，流量自动监测系统软件1套。

5）综合系统。远程视频监控系统1套，综合自动化系统1套。

宫山咀水库自动化系统的建设，体现了工程管理工作更科学化、系统化、规范化。减轻了工作人员的劳动强度，工作效率和质量大大提高。宫山咀水库自动测报系统的建立为水库的安全度汛和优化调度提供了可靠的保障。