引滦入津工程输水监控预警系统设计（孙中博 李宝琴 赵莉 刘学民）

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1、引滦入津工程输水监控预警系统设计（孙中博李宝琴赵莉刘学民）　　摘要：引滦入津工程输水监控预警系统采用先进的网络信息技术和分层分布的软件设计思想，建立一个综合有效的城市输水安全预警信息平台。建设主要内容包括输水建筑物和输水设施安全监控、水质分析及趋势预测预警系统、工程应急抢险系统提供组织体系、关键输水建筑物和输水断面的可视化管理四个部分。 关键词：输水预警系统 一、项目的背景和必要性 　　引滦沿途建筑物和设施种类繁多，有水库、隧洞、天然河道、电站、闸涵、泵站、明渠、暗渠、倒虹吸、自流道等，这些输水建筑物和输水设施的安全运行是雨洪资源利用和优化调度

2、的前提和保障。如何准确、及时地诊断出建筑物的隐患和病害，对建筑物的安全性做出合理科学的评价意义十分重大。 　　建立引滦入津工程输水安全预警系统，具有两方面的含义：一是为预防灾害的发生，对关键输水建筑物和输水设施进行安全监控与评估，结合引滦20多年的管理经验，根据输水工程管理的流程、特点，建立输水安全保障体系，在危险出现之前提前预警，尽量降低和避免灾害发生的可能性。二是从信息化的角度提供信息支持，协助相关部门进行灾害处理和应急抢险指挥，最大限度地减少事故可能造成的损失，保证天津市的供水安全。 二、项目的主要内容和目标 项目主要内容 　　该系统主要

3、由输水建筑物和输水设施安全监控预警系统、水质分析及趋势预测预警系统、工程应急抢险系统和关键输水建筑物和输水断面的可视化监视系统组成。 　　1、输水建筑物和输水设施安全监控预警系统的主要内容是对关键输水建筑物和输水设施的安全进行监测，把专家经验、人工智能技术、计算机技术以及相应的力学数值分析方法有机结合起来，建立一个定性与定量相结合的安全监控和预警系统，对可能存在的潜在危险做出分级预警，保障引滦生命线的“万无一失”。 　　输水建筑物和输水设施的安全是进行雨洪水资源利用和输水优化调度的重要前提。对关键输水建筑物和关键输水设施安全预警是一个定性与定量

4、相结合的复杂过程，系统需要综合采用多种先进技术，把专家经验、人工智能技术、计算机技术以及相应的数值分析方法有机结合起来，实现： 引滦隧洞的输水安全监控和预警； 于桥水库大坝安全的监控和预警； 尔王庄水库大坝安全的监控和预警； 暗渠、明渠、倒虹吸的输水安全监控和预警； 泵站安全运行的监控和预警。 　　2、水质分析及趋势预测预警系统主要由于桥水库水质趋势预测和于桥水库下游段水质趋势预测两部分组成。 　　于桥水库水质趋势预测将调用中国水科院水环境所开发的WQP——于桥水库程序，并考虑数据调用与衔接问题。于桥水库WQP-水质模型主要功能如下： 　　①计

5、算于桥水库的水动力特性，包括风生流与吞吐流，计算特定条件下水库水位、容量、流场； 　　②在水动力学模型基础上建立于桥水库二维水质模型，可计算库内各点的CODMn、总氮、总磷、氨氮、粪大肠菌群的浓度值，研究污染物在库内的输移转化规律，分析污染物的时空分布规律； 　　③在二维水动力模型和水质模型基础上计算于桥水库叶绿素浓度时空分布规律，对于桥水库的富营养化进行初步预测； 　　④在于桥水库水质富营养化模型预测计算基础上，对水库水质进行分级预警； 　　⑤采用季节性Kendall检验法对于桥水库多种水质项目的变化趋势进行分析； 　　⑥根据水库水功能分区标

6、准及水质目标，计算于桥水库水环境容量。 　　于桥水库下游段水质趋势预测则通过建立州河暗渠出口至大尔路闸渠道水质模型，结合引滦水质自动监测系统，根据当前的水质情况、污染物的迁移转化规律以及可能的污染源发生情况来预测今后水质的变化情况。结合引滦MIS系统，在地图上显示未来某时刻渠道各点水质组分浓度。 　　如突发事件发生，有污染物汇入引滦渠道，水体突然受外界污染物影响，水质下降。模拟此类情况发生后，下游水质变化状况以及污染物随水流输移扩散情况，为输水安全与应急系统提供数据支持，为管理者提供决策支持。 　　3、工程应急抢险系统提供组织体系设置、抢险流程

7、制定、抢险预案制定与评估、抢险模拟演练、出险实时通知、抢险指挥调度、抢险实施反馈、灾情评估、经济损失评估、应急过程归档、历史数据查询等功能。应急方案是主动且有预见性的，而不是毫无准备地仓促反应。 　　4、关键输水建筑物和输水断面的可视化管理，建立引滦输水沿线泵站、明渠、闸站等关键建筑物和输水设施的实时视频监控系统。 　　按照分级控制的原则，视频系统的建设是建立在先进的网络基础上的，通过合理规划，采用先进的技术手段，保证视频的图像质量和数据的完整性。视频建设采用分层管理、多级控制模式实现全网的视频监视。 中心控制 　　可以对沿线全部监视点进行监控

8、。通过电视墙可以设定需要监视的画面，对全流域进行监视。同时可以根据需要，随时切换到任意一路视频信号，并能对监控现场的云台、镜头进行控制，以便于更好地掌