王都海

(黑龙江省大庆地区防洪工程管理中心， 黑龙江 大庆 163311)

0 引 言

大庆地区防洪工程(安肇新河体系)和肇兰新河体系工程是区域内防洪排涝的主干工程，总控制流域面积1.9万km2，涉及省内4个地市的13个县市区。2017年以来，连续四年发生洪涝灾害，防汛任务繁重。随着国家智慧水利建设的实施，大庆地区防洪工程极有必要提升工程标准和管理手段，加大投入，积极推进防洪调度智能化建设，有效提高防汛调度管理效率和社会服务水平[1]。

1 有关目标及技术装备的最新要求

1.1 水文现代化建设目标的内容

防汛调度工作的基础主要来源于水文水情信息，在及时准确掌握水文数据信息的基础上，制定合理调度方案，为防汛决策提供科学依据。防汛调度智能化、现代化主要体现在水文智能化和现代化。

2005年国家出台了《全国水文现代化建设指导意见》中明确阐述了水文现代化建设的目标，就是要应用现代科学技术，依靠科技创新，建设水文信息采集系统、水文信息传输系统、水文数据库系统、水文服务系统、办公自动化系统。形成水文现代化服务和管理运行体系[2]。

从防洪调度智能化需求角度考虑，水文现代化建设目标的内容主要包括5个方面，见表1。

表1 水文现代化建设目标的内容构成

以上5方面内容，前三项是必备的，无需人员值守，自动运行生成数据；后两项则提升空间大，需要相应软件开发，以及必要的硬件支持。

1.2 水文现代化建设技术装备方面的最新要求

依据是水利部发布的《水文现代化建设技术装备的有关要求》，国家对水文现代化建设技术装备方面的提出新的要求。

1)水文测站原则上按自动站建设，实现无人值守和自动测报。控制征地建房规模，减少缆道、测船等大型固定设施建设。

2)降雨量应全部采用在线自动监测。设备选用自动监测设备。降水量、水位等水文要素监测，具备条件的应全部采用在线自动监测。无法实现全年水位在线自动监测的水文测站，汛期要实现在线自动监测。

3)水位采用在线自动监测，利于水位图像识别技术，可进行远程校核。水位站原则上应建设水位视频监测系统，可优先考虑性能可靠的水位图像识别技术，并应能实现水位远程校核。

4)流量测验以在线或自动监测为主，设备有多普勒流速仪、雷达测速等。

5)数据通信方面，推进卫星通信、物联网、5G技术应用技术。在水文测报数据通信网络的运用，计算机网络及设备配置应满足数据交换需求，基本水文测站网络应满足视频实时传输要求。

2 防汛调度自动化调度系统现状

1995年，开始投资建设大庆地区防洪工程自动化调度系统，用于实时接收安肇新河和肇兰新河流域洪水监测信息，传输到防洪调度中心，经自动化系统做出洪水预报，给出最优调度方案，为防洪决策提供科学依据。当时该系统实现了对26个雨量站和5个水位站水文信息的自动采集，降雨量采用翻斗式雨量计测量，水位采用浮子式水位计测量。自动收集的雨量、水位信息通过超短波无线通信系统传到防洪调度中心。该系统除采集数据、信息传输和调度中心的硬件设备外，还包括水情译电系统、防汛信息查询系统、洪水预报调度系统、防洪会商显示系统、防洪综合数据库系统。经过多年运行，均已淘汰并无法使用。

2005年又对主要滞洪区建设了雨量、水位自动测报系统，在王花泡、北二十里泡、中内泡、库里泡、污水库建设水位观测站和雨量观测站，采用超短波传输方式，浮子式水位计，由于运行多年设备落后，随着厂家更新换代，设备已无法得到及时维修，现已无法使用。

目前中心自动化调度系统建设相对落后，自动化程度较低，只有明青坡地在2018年建设6个雨量遥测站，分别为老虎岗、崇德、通泉、明水县、祯祥、育林，采用GPRS/GSM通信方式，传输到公共平台，再通过查询软件查询数据。目前正常运行的雨量遥测站已达10个，但还不足以满足实际工作需要。

表2 系统建设及运行基本情况一览表

3 防汛智能化管理的有关构想

根据目前防汛自动化需求和大力发展智慧水利的形势，中心需要建设防汛调度智能化管理系统，主要包括水情监测系统、闸门监测控制系统、洪水预报调度系统和防汛会商系统等4个重要组成部分。

3.1 水情监测系统

水情监测系统主要包括4个子系统，分别为明青坡地水情监测系统、幸福排干流域水情监测系统、安肇新河水情监测系统、肇兰新河水情监测系统。

3.1.1 明青坡地水情监测系统

明青坡地洪水为大庆地区洪水的主要来源之一，总控制面积2161km2，地势东北高，西南低，地形坡度>1/1000，集水面积大，汇流快，没有控制工程，对防汛威胁较大，因此对明青坡地洪水监测尤为重要。明青坡地雨量遥测系统主要建设16个雨量站(其中已建10个，4个待建)。

3.1.2 幸福排干流域水情监测系统

幸福排干将西北排干和刘大壤碱沟来水引入青肯泡滞洪区，在青肯泡主坝东侧汇入滞洪区，排干全长34km，跨安达、肇东、兰西三市县，排干控制流域面积1066km2，其中平原区320km2，占30%，丘陵区746km2，占70%。幸福排干5a一遇流量35.8m3/s，10a一遇流量83.7m3/s，20a一遇流量146m3/s。幸福排干洪水具有来水量大，来水迅猛等特点，对青肯泡滞洪区威胁较大，因此对幸福排干流域进行水情监测十分必要。幸福排干雨量遥测系统主要建设6个雨量站。

表3 明青坡地水情监测系统站点分布表

表4 幸福排干流域水情监测系统站点分布

3.1.3 安肇新河水情监测系统

安肇新河工程共设有：王花泡、北二十里泡、中内泡、七才泡、老江身泡和库里泡等滞洪区及安肇新河河道和明青截流沟组成，由安肇新河串通而进行调蓄泄洪，最后经古恰闸泄入松花江。

为了掌握安肇新河水情，保证工程安全运行，建设安肇新河水情监测系统设置见表5。

3.1.4 肇兰新河水情监测系统

为了掌握肇兰新河水情，保证工程安全运行，建设肇兰新河水情监测系统设置见表6。

表5 安肇新河水情监测系统设置分布

表6 肇兰新河水情监测系统设置分布

3.2 闸门监测控制系统

闸门控制系统主要对王花泡、北二十里泡、中内泡、库里泡、青肯泡等5个滞洪区闸门进行远程控制。

表7 滞洪区闸门远程控制系统分布

3.3 洪水预报调度系统

建立与目前水文科学、计算机发展水平相适应的水库防洪调度系统，在预报模型方面最好选用两种以上的模型，根据不同降雨情况准确计算洪水来量，提供科学合理调度方案，为防洪抢险提供理论支撑，力求把洪灾损失降到最低程度。

3.4 防汛会商系统

中心应建立一个具有水情信息显示、工情信息实时呈现、提供领导防洪决策依据的完整会商中心，为防汛决策提供技术支持。

4 结 论

安肇新河和肇兰新河两个工程体系，都是区域内唯一防洪排涝的主干通道，涉及省内十多个县市区的工农业生产及城乡居民生命财产的防洪安全。现有工程运行均超过30年，存在工程设施老化、防洪标准偏低、技术管理手段落后等问题。按照国家水利部提出的强化预报、预警、预演、预案“四预”措施的要求，有必要加快提升大庆防洪工程防汛调度智能化管理能力与技术手段，改进水文测报模式，预警信息直达防御一线，精准掌握河道行洪能力、蓄滞洪区运用风险情况，完善预警平台，动态完善防洪调度预案，充分发挥流域水工程体系综合减灾功能。