辽宁省小型水库报汛方式的比选研究

魏海涛，王圣海

(辽宁省农村水利建设管理局，辽宁 沈阳 110003)

1 研究意义与必要性

小型水库是防洪工程体系和水利基础设施的重要组成部分，在防洪、蓄水灌溉、城乡供水、旅游和水产养殖等方面发挥着重要作用。它的特殊性一是初期投资及后期效益的巨大，失事后果的严重性，对周边环境的破坏性；二是运行维护的实验性、不确定性和广泛性。汛期对水库大坝、附属设施和水位的定期观测可为防汛指挥决策提供重要依据，因此选择安全可靠的监测方式非常有必要。

2 研究现状

汛期水库的水位观测具有重要性和严谨性两个特点，要想准确地掌握汛期大坝的运行情况，只有通过水位的连续全面观测才能够实现。目前对于小型水库的报汛方式分为自动设备报汛和人工观测报汛。

2.1 自动设备报汛

目前存在的小型水库报汛系统旨在构建全省小型水库防汛通信预警信息综合管理平台，建设数据库管理系统，实现信息共享；并通过省、市、县三级的在线维护，实现信息的及时更新；同时对数据进行分析和整理，为水库防汛调度和应急管理提供决策支持。

系统主要建设内容为：根据国家制定的有关标准，构建小型水库防汛通信预警系统，系统包括每座水库建立站房，站房中配备视频观测设备、水位测量设备、雨量监测设备等；建立省中心站和分中心站，分中心站主要以县级单位为基础构建(见图1)。

通过上述建设内容达到以下功能：

(1)采用定时自报、超限加报和查询应答兼容的工作体制，对人工置数信息具有反馈确认的功能。具有可靠的防雷措施，具备数据超限告警及设备故障告警功能。

(2)全系统采用GPRS+CDMA两种信道主备通信的方式。采用先进的视频压缩技术，可有效节约网络流量。

(3)各项设备符合结构简单、可靠、低功耗的原则，测站拟采用风光互补电源+蓄电池模式，风光互补即风力发电和太阳能发电，以保证所有测站均能在各种条件下长期工作。

2.2 人工观测报汛

辽宁省小型水库报汛主要依靠“小型水库手机短信报汛系统”，水库管理员定期到水库现场，读取水尺水位，使用手机编写短信发送到专用号码进行报汛。报讯数据上来后，经过系统解析，将数据的基本信息展现出来(见图2)。

图1 系统结构示意

图2系统功能结构示意

3 存在问题

3.1 自动设备报汛

3.1.1 设备准确性方面

一是辽宁省地势大体为北高南低，从陆地向海洋倾斜；山地丘陵分列于东西两侧，向中部平原倾斜，地貌划分为三大区。自动观测设备制造厂家采取流水线生产方式，不能完全考虑到每座水库的实际情况去定制，如水库所在地的气候、地形、环境等，容易导致信息严重失真，给山洪预警决策带来很大隐患。

二是预警值的确定关系到设备和系统运行的稳定性。目前预警值都是根据经验值和水库的特征值来确定的，对系统的运行造成隐患；会造成预警值太大时起不到预警的效果、预警值太小时又“草木皆兵”。

3.1.2 运行维护方面

辽宁省的小型水库大多分布在偏远地区或者山区野外，观测设备是在非常复杂的自然条件下运行，受到多种因素的影响；其材料、结构及工作运行状况随着时间的推移会发生不同程度的损坏。如何确保系统设备的安全和正常运行，是建成以后的重要问题。

3.2 人工观测报汛

一是部分地区特殊情况因素，水库管理人员变动频繁，培训能力不能有效跟进，造成管理人员水库水尺的读取能力不高，加之其能力、年龄、素质层次不齐，部分管理人员移动设备的使用和短信编辑方面存在欠缺，造成数据不准确。二是部分水库所在地区没有移动信号，造成短信数据延迟或者发送失败。三是运行商的数据转发意外终止，移动升级服务导致数据表变化，服务器mas服务停止工作，软件停止读取运行商服务器的短信数据。四是水库高程数据或者是曲线数据错误引起奇异值。

4 研究分析

分析辽宁省水库报汛的现状和水库所在地区的实际情况，建议依托全省人工报汛的基础，对人工报汛的方式进行改造升级，在防汛重要地区建立自动报汛设备。

目前，智能手机已经普及，手机购票、购物、打车、理财已经成为了百姓生活的一部分，使用手机APP作为报汛手段也成为了一种新的趋势，这也是建设和完善“智慧水利”的重要部分。APP报汛的流程是库管员通过手机APP的界面利用无线网络或者移动数据发送水位信息到报汛服务器。主要优点：报文错误率低、兼容性好、无运行费、环节简单、故障率低和信息量更加丰富等。

项目工程竣工后，对项目建设形成固定资产造册登记，落实管护主体，明确管护职责，做到责任明确、制度规范、落实到位。建立专职管护队伍，经常性地进行检查监督，确保制度落实、责任到位，使工程效益长期发挥。

根据全省的实际情况，系统设备的管理将主要依托基层水利部门，由乡镇水利站工作人员负责定期对设备进行检查，如发现损坏及时上报上级部门，由上级部门联系专业人员进行维修，保证设备的正常运行。目前全省已为每座水库配备长期库管员和临时库管员，库管员可作为此项工作的主要执行者。此外，辽宁省每年还对库管员进行业务能力的培训和考核，在培训素材和考核内容中可增加相关设备的操作说明和检查规范，以此加强管理人员的管理能力。

经费是管护工作正常进行的必要条件，该设备的运行费用主要包括管护人员工资、维修养护费用和设备通讯费。首先管护人员工资由于每年给库管员和临时库管员发放补助资金，而设备的管护人员为库管员，所以人员工资目前无需额外支出。其次维修养护费用由于每年有专门的维修养护资金，对已建的农村水利工程及设施设备进行日常管理、维修和养护，工程范围为公益性农村水利工程，其中包括承担防洪、排涝、抗旱、灌溉等公益性任务的水库，所以维修养护费用也基本落实。

5 结 语

2013年，辽宁省“小型水库手机短信报汛系统”开始运行，库管员使用手机编写短信发送到中国移动专用号码进行报汛。经过了5个汛期的检验，系统基本能安全稳定运行，但是随着时间推移和社会发展，短信也在慢慢淡出公众视野，这种模式的弊端也在慢慢显现，在一定程度上影响了报汛工作的顺利进行。

在这个更新换代的时期，通过以上分析，得出一套适用本地区的报汛方式，结论的得出、措施的制定以及信息的反馈，其最根本目的就是为了水库的安全运行和人民群众的生命财产安全。大坝的水位观测应该与气象、水文、环境保护及水库的闸门运行调度相结合，以实现对大坝全面兼顾的安全保障。