1、对水利工程信息化技术的应用探讨摘要：本文结合我国中部某地的 XS 大坝的信息化技术应用情况，分别探讨了 XS 大坝水利工程管理信息化基本架构、XS 大坝干线水尾遥测中心现有系统设备、以现有信息技术为基础建立 XS 大坝动态自动管理模式、XS 大坝动态自动管理模式预期成果与贡献，从而对信息化技术在水利工程中的应用有所认识。 关键词：水利工程；信息化技术；应用 中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 近年来我国工商高科技业突飞猛进，社会型态已由早期农业社会转为工业社会。目前，更是发展起了以半导体为主的高科技产业，因而水利工程的营运在一定程度上忽略了信息技术在人文、生态、环境等人类生
2、存环境中不可替代的重要性。这种忽视影响了水源供给的不足，尤其在干旱时容易发生配水不合理，导致纠纷迭起，无法有效机动调配用水。为解决上述各项问题，只有实施水利工程管理信息化，才是最有效的方法。由于目前通讯与电脑网络紧密结合，使信息技术应用于水利工程管理非常合适，因此管理信息化己成为水利工程事业追求发展的必经途径。我国中部某地的 XS 大坝自 2000 年起即着手规划干线灌溉管理信息化工程，迄今己完成全线 13 条支线及大坝水位自动遥测暨语音测报系统，且该系统于 2002 年起经自行研发扩充为网络（Internet）架构。在现今电子遥测（控）科技发展己成熟之际，如何利用与水利工程管理进行更密切的结
3、合，是 XS 大坝灌溉管理信息化过程至其重要的一个环节。本文也将以此为案例，探讨水利工程信息化技术的应用。 二、XS 大坝水利工程管理信息化基本架构 电动水门：有油压式电动水门及螺旋?式电动水门两种，可于现场手动操作或通过数据专线由干线工作站的主机房设定开度或固定流量由电脑自动控制，在水门操作中如遇异物卡住时可以电脑判断上升或下降来延迟速度自动停止，并发出警告信号通知值勤人员。摄影机：其主要用途为监看操作点周边的各项状态及水门操作情形，并附有照明设备供夜间摄影使用。广播系统：当干线工作站主机房借助摄影机发现有异常状况时，可通过广播系统通知附近民众或警告不当行为。红外线防盗保全装置：将各监测点是
4、否有遭侵入情形传回干线工作站的主机房。干支分线水位遥测：依各监测点将干支线水位资料传回干线工作站主机房。干线工作站的主机房：将各监测点传回的资料储存运算，可供查询或列印所需报表，也可经由电脑界面的操作设定各支分线的取入量或排水量，并自动控制储存以为日后的操作模式，所传回的影像可通过电脑显示或通过机房内大型电视屏幕观看。 三、XS 大坝干线水尾遥测中心现有系统设备 XS 大坝水尾站遥测中心机房及 12 处监测点于 2000 年起陆续设置，各监测点设备包括干支线水位计及电话语音查询系统，及缺子、水尾的雨量站，各监测点将相关水文资料以数据专线传回水尾遥测中心并显示于输配水流量的显示盘上，其传输界面概
5、述如下：（1）水位流量测点遥测（控）站的界面：以 FSK 型号或以恒流源 4-20mA。 （2）遥测（控）站主控中心站间的界面：以 RS-232C 为标准界面，通过电信局的电话专线两端，再以数据机（MODEM）的 RS-232C 进行指令与资料传输，并以“ASCIICOde”加上 CRC-16 检查码为其通讯协定。 （3）遥测（控）站或主控中心站内部周边的界面：以 RS-232C 为其资料传输界面。自 2004 年起 XS 大坝自行研发电脑水文监测系统，除将水文监视界面电脑视窗化外，并将水文资料以标准资料库格式储存，再辅以图控输出，对各干支线的水位或流量变化绘制即时统计图表，以方便监测及分析。
6、XS 大坝也有效的进行了机房与设备系统的扩充。传统式干线渠道管理信息化工程通过内部网络将所有监测的信息传达至干线机房监测站后，借助机房内的电脑操控各监测点（站）设备，理论上只要机房内有值班人员就能掌握即时的状况。然而，设备是固定的、人是活动的，在现今信息化时代中，人与机器的关系是互动的。信息的传递与电子设备的操控已经没有空间的限制及时间的延迟，XS 大坝基于这一理念自行开发的水文监测网站，打破了机房的延伸监测限制，让全体相关管理人员能随时随地可掌握干线及各支分线水文信息。XS 大坝自 2005 年 9 月起，将水文监测资料通过水文监测网站即时发布，水文监视不再局限于机房内，而能即刻经由网络观看
7、。XS 大坝又于 2008 年,1 月，新增远端操控摄影功能，使水尾站水文监控结合全球网络的基本系统架构更趋完整。 四、以现有信息技术为基础建立 XS 大坝动态自动管理模式 第一，动态自动管理模式的初步在于收集干线流域及 XS 大坝灌区的雨量资料，并配合于干线沿线所设置的水位遥测点，建立区域降雨量与汇入干线径流量的关系值，尤其以 XS 大坝流域中最大的径流量汇入地区为重点。实际调查直接或间接汇入干线径流量的流域范围界线，并增设雨量站搜集资料，经建立资料库，分析求得降雨范围强度与径流量及持续时间的关系曲线，作为动态自动管理模式的基本系统参数。 第二，根据实际的观察，大量地面径流汇入干线后，初期原
8、有水质必定降低，须通过水质遥测监视点监测，以便决定是否先行开启排水门排水，以期恢复最低水质要求。因此，XS 大坝将水质遥测监视点设于干线 2 号、3 号、4 号排水门处，以便更精确掌控排水时机。当地面径流汇入水质稳定后，则关闭排水门。 第三，目前，XS 大坝灌溉管理信息化遥测设施各测点及中心站的资料为通过电信局数据专线传输，虽然目前己将传输资料以资料库储存，并通过网络（Intemet）方式监视各地的监测点，且远端遥控摄影机的架构业己建立完成，但如应用于远端水门的操作，其相关环境及操作的变量将更为复杂，且可靠性度及防范处理模式的要求将大为提高，这也为发展信息化管理上不可忽略的环节。 第四，XS
9、大坝在灌溉管理信息化遥测的设施，业己大致完备。为配合动态自动管理模式的需求，须再增设若干遥测监视点外，最重要的步骤就是资料库的建立与分析，保障参数正确获得。目前，灌区各贮水池的蓄水状态，经过动态自动管理模式系统自动演算并，最终可以达成全自动的管理模式。 五、XS 大坝动态自动管理模式预期成果与贡献 第一，XS 大坝灌区面积 23850 公顷，灌溉水量为 6mmday，全区年灌溉水量总计 0.00630023850104429300000m3，XS 大坝地区近10 年来的干旱频率为 15?，则年总缺水量为（312）0.1542930000016098750 m3，蓄水池为调节水源，并可贮存有效雨
10、量，以补充干旱时期用水的不足，估计实施动态自动管理模式于干旱时期约可解决缺水量 50?，约为 8050000 m3。 第二，暴雨时期可通过动态自动管理模式建立防灾预警系统，由系统自动计算各干支分线目前最大安全容纳量后，预测灾害的发生，而由系统自动开启排水门，使灾害得到控制。 第三，通过动态自动管理模式，所有资料除遥测设备与系统中心连线传输资料外，各工作站也将从系统网络界面中上传下载或输入资料，对于目前的文书报表作业方式将产生重大变革，除了资料的一元化，节省重复的人工输入外，将可提升 XS 大坝整体的工作品质。 参考文献： 1王英.浅谈信息化时代下的水利工程档案管理J.河南科技，2013 年第 1 期. 2韩伟.谈水利工程信息化建设J.中国城市经济，2011 年第 23 期.
