黄河水资源管理调度数字化研究与实践

发布时间：2020-07-04 08:05

【摘要】：黄河是我国西北、华北地区的重要水源,以其占全国河川径流总量2%的水资源,承担着全国12%的人口、15%的耕地和50多座大中城市的供水任务,同时还要向流域外部分地区远距离调水。但是,自上世纪七十年代以来,黄河流域水资源供需矛盾不断加剧,下游频繁断流,进入九十年代,几乎年年断流。黄河日趋加剧的断流局面引起了党中央、国务院和社会各界的高度关注。为缓解黄河流域水资源供需矛盾和黄河下游断流形势,1998年12月经国务院批准,原国家计划委员会和水利部联合颁布实施了《黄河水量调度管理办法》,授权黄委对黄河水量实施统一调度。自1999年开始实施黄河水量统一调度以来,通过综合运用行政、工程、科技、法律、经济等手段,精心组织,科学调度,取得了连续10年不断流的成绩。通过多年研究与实践,初步建立了行之有效的综合管理措施,基本遏制了超计划用水势头,流域特别是河口地区生态环境有所改善,促进了节水型社会建设,有力支撑了流域及相关地区经济社会可持续发展,但水资源供需矛盾依然十分突出。断流现象虽然有所缓解,黄河流域属资源性缺水地区的特征仍不改变。随着经济社会的发展,需水量不断增加,缺水形势越来越严峻,加之流域统一管理十分薄弱,黄河缺水断流问题并没有从根本上解决。缺水已成为经济社会可持续发展的主要制约因素。怎样监管及调度有限的黄河水资源,使之发挥最大的效用,成为一个重要的议题。随着信息技术的飞速发展,水资源调度数字化被提出并开始实施。2002年12月,水利部黄河水利委员会公布《“数字黄河”工程规划》报告,全面指导“数字黄河”工程建设。“数字黄河”以新的治水思路为出发点,紧密跟踪当前科技的最新技术和发展趋势,从水利信息流入手,将以计算机为核心的信息技术全面引入水利行业,为实现中国水利现代化提供了可操作的具体内容。“数字黄河”工程的提出是黄河治理开发与利用的需要,是黄河事业可持续发展的需要,是中国水利信息化的需要,是在流域层面上对中国“数字化”发展战略的具体响应。黄河水资源管理与调度数字化(简称“数字水调”)是“数字黄河”工程的重要组成部分,是新的治水思路与当前科技的最新技术成果相结合的产物,是从水资源管理与调度的业务流和信息流入手,以计算机为核心的信息技术为支撑,实现水资源优化调度管理的过程。“数字水调”工程本身也是非常复杂的。自2003年开始建设以来,借助全数字摄影测量、遥测、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)等现代化手段及传统手段采集水量调度管理相关的基础数据,通过微波、超短波、光缆、卫星等快捷传输方式,构建一体化的水资源管理与调度数字集成平台和虚拟环境,在这一平台和环境中,以功能强大的系统软件与数学模型对黄河水资源调度和管理的各种方案进行模拟、分析和研究,并在可视化的条件下提供决策支持,增强决策的科学性和预见性。根据工程建设规划,“十二五”期间将继续推进“数字水调”工程建设,在黄河入海老刁口流路及河口每一个河水出水口建设监视控制自动化和网络传输设备。科技的飞速发展,在“数字水调”相关领域出现了许多新的技术,而且,在工程建设过程中,也发现需要增加的新水调管理需求及技术改进创新点。为更好地使已建工程发挥最大功用,更好地为后期工程建设提供技术参考,更好地节省工程建设成本,本项研究将深入剖析研究已建“数字水调”工程系统,结合自身工作实践和当今先进水资源管理数字化技术,提出工程建设革新方案,为上级工程建设领导部门的科学决策提供参考。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TV213.4
【图文】：

涵闸,实时信息,监控系统,信息流

温湿度环境、安全运行保护、闸前水位、闸后水位、等涵闸监测信息、视频监视信息、闸门控制指令和权限赋予管理信息等。根据系统运行和系统集成的需要，设计的系统信息流程如图3一3所示。 JJJJJJJJJJJ口口口尸尸 ~~~j...视频流-一---卜数据流控制流亘赫益益图3一3涵闸监控系统信息流数据流指涵闸现场各类传感器采集的实时信息的流向，包括涵闸运行状态、闸前水位、闸后水位、闸门开启高度等涵闸监测信息流。区别于系统的5级控制，系统数据存储管理单元分为黄河水量总调中心、省局分调中心和地市局分调中心三级，分别建立相应的视频及数据库服务器。三级涵闸远程监控系统分别采用轮询方式从涵闸现场获取实时监测数据，并存放到相应数据库服务器上。县局系统从只涵闸现场获取实时监测数据，并从地市局获取视频等相关数据;涵闸现地监控系统在监控主机上安装本地软件数据库，并从现场直接获取实时数据并进行层层转发。视频流指涵闸现场采集的视频信息的流向。黄河一下游涵闸现地站一般每处设三个视频采集点，而系统可能有多个用户同时?

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101、刃 1001岁1言图3一4引黄涵闸监控现地监控系统组成图1.PLC控制系统:首先由各级用户发给现场测控单元(PLC)的指令，PLC经过内部程序的处理，这些处理是指拉力/荷重保护、限位保护、相序保护等一些保护措施，PLC在确定了这些保护措施没有异常情况是再向其相应的端口发送指令，经过继电器、中间继电器、交流接触器、热过载继电器等回路接通电机回路;同时，PLC也向上层软件和触摸屏传送实时信息，以便于用户能够实时的观测到现场情况。翩翩藕藉藉凄凄一奋蕊蕊lll闻位监测装置控制装置水位监测装置置现现场狈U控系统统图3一5引黄涵闸现地PLC运行照片处理器(CPU):是PLC的心脏，负责整个PLC的运行管理。可以存储已经编制

【参考文献】