深圳市铁岗与石岩水库水务信息化建设与应用

深圳市铁岗与石岩水库水务信息化建设与应用

一、引言

2009年12月，《深圳市铁岗与石岩水库水务信息化系统》和《铁岗水库扩建工程综合自动化监控信息系统》相继开工建设，以大坝监控监测、水质在线监测、闸门自动控制、视频实时监控、水情自动测报、供水计量监控六大子系统建设为核心，共建设20公里的市政内外网和环库光纤, 采用先进的三维WebGIS 技术，将气象、水情、计量、视频、大坝、闸控、水质等各类工程信息资源进行了有效整合，实现了三维场景的信息实时定位查询，构建以水库安全运行为主体、数据资源共享为一体的综合信息平台。

本文详细介绍水务信息化建设与应用，探讨建立水务信息化建设与维护管理的长效运行机制。

二、信息化建设主要内容

序项目《铁岗水库扩建综合自动化》《铁岗与石岩水库水务信息化》

1 大坝安全监控77支渗压计铁岗主坝5个断面共40支、1#副坝3个断面9支渗压计石岩主坝7个断面共28支渗压计

2 闸门自动控制铁岗5套闸门自动控制及改造石岩2套闸门自动控制及改造

3 视频监控

56个数字视频铁岗水库主坝就近的22个光纤视频铁岗水库14个库区无线视频,石岩水库14个光纤视频及6个库区无线视频

4 水质监测

4套在线监测无2套供水口九参数水质站房,2套河道入口五参数水质站房的在线水质监测

5 市政内外网无在宝安区政府信息网基础上构建千兆局域网和百兆党政专网

6 信息集成集成水情自动遥测(12个雨量站)及GRPS供水计量监控(24个供水点)

7 中控室及大屏显示管理处今日水情LED、铁岗所水情显示屏调度中心DLP大屏系统、

石岩中控室改造及电视墙工程

8 三维WebGIS系统无基于SkyLine的三维WebGIS及综合信息平台软件开发

铁石信息化综合体系框架

按照国家水利信息化综合体系的构成原则与技术划分，铁石水务由信息采集监控体系、资源共享服务体系、综合业务应用体系和信息化保障体系构成铁石信息化综合体系，采用国际上先进的三维WebGIS技术，将各类工程信息资源进行了有效整合，构建以两大水库安全运行为主体、六大子系统为核心的交互性强、功能齐全、资源共享、安全高效的铁石信息化综合体系。

（一）信息采集监控体系

信息采集监控体系主要包括水务信息化网络系统、基础信息采集系统和工程远程监控系统三个部分。

1、水务信息网络系统

信息网络系统是信息化资源共享及交换的基础和核心，由于下属管理所、管理站均分布在深圳市宝安区内，为充分共享宝安区政府信息网络资源，在铁岗、石岩、塘头管理所和茅洲河管理站分别铺设光纤到政府就近的信息网节点(节省大量的电信管道租赁费用),即末端采用自主光纤，最终在区政府信息网万兆路由交换机基础上构建铁石千兆局域网，并共享区政府百兆Internet网上冲浪及短信告警平台。

由于铁岗林场管理站离区政府信息节点太远，为节省投资，铁岗林场管理站与西沥取水口铺设光纤，在西沥取水口与管理处楼顶安装点对点5.8G无线网桥BB100-E（100M无线主干带宽），优化组网模式，采用有机和无线相联合的模式构建数字网络视频监控系统，系统具备成本低、带宽高、视频传输能力强、稳定性好等特点。水务信息化系统已基本实现网络覆盖到每一处办公点，让高速网络惠及到每一位员工。

2、基础信息采集系统

信息采集系统主要负责水务信息的基础数据实时采集，水务信息化包括：两大水库供水口九参数水质站房采集点2套、河道污水入口五参数水质站房采集点2套，供水计量采集点24个；水情雨量站采集点8个、水位雨量站采集点2个、蒸发站采集点2个、水位计采集点3个；覆盖两大库区的数字视频监控点71个；大坝安全监测点共77个，其中铁岗水库主坝安全监测点(5*4*2)40个、铁岗1#副坝安全监测点(3*3)9个、石岩主坝安全监测点(7*4)28个；小流域截污工程远程闸控。

（1）水质信息采集

水质在线监测系统采用最先进的模块化系统设计理念，以自动监测技术为基础、在线自动分析仪器仪表为核心、集成德国科泽先进的分析仪，实现一体化在线监测系统。可以实现水质的实时连续监测和远程监控，预警重大或流域性水质污染事故、有效监测水库周边污染源对水库水质的影响，及时了解供水水质状态，更好地保护水环境、服务于社会，通过在线设备监测水质的变化，为科学管水提供依据。

在铁岗九围河和石岩河口入水口建立五参数水质站房，常规5参数即水温、PH、溶解氧、电导率、浊度，其中石岩河口五参数和石岩截污一标总磷与氨氮两参数互补建成七参数水质站，若发现水质不达标，根据需要将启用截污工程泵站把污水抽进市政管网；铁岗九围河正在实施小流域截污工程，将有效减少污水的入库流量，九围河水质数据通过无线视频通信方式传输。

在铁岗与石岩2#涵闸供水口建立九参数水质站房，九参数水质在常规五项（即水温、PH、溶解氧、电导率、浊度）基础上增加总磷、总氮、氨氮、高锰酸盐指数COD，供水源头水质采集可有效地保证生活用水的安全，让深圳市民喝上“放心口”，提高对污染事故的快速反应能力，及时防止源水污染扩大。

在线水质系统具有定时自报和召测工作方式、定期自动清洗和自动校正等功能、可在无人值守的条件下长期工作。今后可扩展包括有机碳（TOC）、生物毒性、叶绿素、重金属砷、铅、镉等在线分析系统。

水质测定方法如下：

（2）供水量信息采集

GPRS无线通信具有①数据安全性好，时延短；②传输快，速率大于20k/s,理论上可达171k/s；③主机只有一个公网IP地址，实时在线；由于供水计量点地理位置相对独立，具有分散性，为节省投资和月租费用，GPRS供水计量系统每4分钟采集一次24个水表的瞬时流量和累计流量，为水资源合理配置提供可靠的信息支持和决策依据。

《供水计量发布》：应用短信告警平台，综合信息平台每天8点自动发布当天水表读数、供水量、库水位等给相应水厂的领导和值班人员，下例为发布给朱坳水厂的短信。

最后通过整合水雨情、供水计量、水质等基础信息数据，构建水情水文智能管理系统，结合供水计量发布，从技术上彻底解决了长期以来“供水读数到现场人工抄表”的传统作业方式，经过1年多的运行，水文人员和水厂都已形成默契，只需要查看手机短信，不需要同时到水表现场抄表，节省了大量的人力物力资源，得到了用户水厂的高度评价！

（3）雨量水位信息采集

铁岗与石岩水库集雨面积为64+44=108平方公里，按照每10平方公里分布1个雨量测点，共布设10个雨量站，这样通过泰森多边形才能准确的计算出降雨分布(产流的流量与汇流的时间)，正确及时地做出洪水预报。

水情自动测报系统由2个中心站、8个雨量站、2个雨量/水位站、2套蒸发器组成，各监测站实时水情通过市三防专用超短波230M发送到铁岗中心铁塔，由于铁岗水库库围47.8公里，为提高数据接收可靠性，在铁岗管养房B栋楼顶已建设5米高的数据通信塔，可同时接收铁岗和石岩所有超短波水雨情数据，当降雨量每增加0.5mm、水位每变化1cm时发送数据到中心站，完成数据的自主上报。

（4）库区视频监控

为保障大坝安全，对水库大坝、库区主要出入口及配套工程的重点部位进行监控，铁石水务信息化已建设56个数字视频，2011年7月新增了11个大运反恐视频，加上已接入的4个市区三防监管视频，集中存储管理的数字视频已达71个，信息化视频存储容量高达26T，并将继续扩容，为水库安全运行提供了可靠的保障。

主坝附近主要采用铺设光纤，在库区远端通过5.8G无线网桥通信，采用有线和无线相结合的通信方式，大量节省投资成本，打造水库管理的精品工程。

（5）大坝安全信息采集

结合水库的基础工程信息，以及汛期高水位下发生变形、裂缝、渗水、管涌、