闸站监控系统预警功能在南水北调中线 输水调度中的应用 目录 一 三 二 南水北调中线概况 自动化调度系统建设 闸站监控系统预警功能开发及应用 一、南水北调中线概况 [丹江口大坝] [陶岔渠首] [穿黄工程] [穿漳工程] [西黑山进水闸] [颐和园团城湖] [天津外环河] 陶岔至黄河南 493公里 黄河北至漳河南 238公里 北京段80公里 采用PCCP管和暗涵相 结合的输水形式 中线工程总干渠线路总长1432公里 漳河北至北拒马河 466公里 天津干线155公里 采用箱涵输水 一 中线工程概况 丹江口水库 北 京 河 南 河 北 北京 天津 生活用水 工业用水生态和农业用水 一 中线工程概况 中线工程总干渠设计规模 设 计 流 量 加 大 流 量 350立方米/秒 420立方米/秒 [总干渠渠首] 一 中线工程概况 年调水量 95亿立方米 130亿立方米 一 期 工 程 二 期 工 程 一 期 工 程 95 亿立方米 黄河水量 = 1 6 分水口门：85.4亿立方米 陶岔渠首：95.0亿立方米 二 中线工程概况 中线工程建设进程 2003 中线工程开工 12月31日，中线 工程正式开工，进 入全面建设阶段 2008 京石段通水 9月，京石段应急 供水工程建成通水 2013 中线主体工程完工 12月，中线干线主 体工程完工 2015 中线通水一周年 输水22亿m3 惠及3800万人口 2005 中线 丹江口水利枢纽加 高工程开工建设。 9月27日，中线穿 黄工程开工建设 2010 大坝加高 3月，丹江口大坝 54个坝段全部加高 到顶 2014 中线工程通水 12月12日14:32 中线干线主体工程全 线通水 中线工程通水 12月12日14:32 中线干线工程全线通 水 2019 截至11月1日 供水量连续五个年度攀升 累计输水253亿m3 惠及5800多万人口 一 中线工程概况 输水建筑物 中线工程主要建筑物 （二）中线工程概况 建筑物类型 数量 输水建筑物 （渡槽、倒虹吸、暗渠、隧洞、泵站） 159座 穿总干渠河渠交叉建筑物 31座 左排建筑物 476座 渠渠交叉建筑物 128座 控制建筑物 303座 公路交叉建筑物 1237座 铁路交叉建筑物 51座 如此庞大、复杂、伟大的工程，在中国 乃是世界是前所未有的，要想管好，运 行好，必须实施信息化管理，保障工 程安全平稳运行 水下诊断、修复技术问题 膨胀土渠段边坡稳定问题 藻类、贝类等水生物治理问题 突发事件应急处置问题 挑 战 性 无调蓄调节能力，智能调度技术问题 无成熟的经验可借鉴 自动化 信息化 数字化 智能化 二 中线工程概况 分水 口门 退水闸 滹沱河退水闸 二、自动化调度系统建设 调度的重要手段—6大自动化调度与决策支持系统 统一数据 统一门户 统一账号 安 全 监 测 水 质 监 测 安 防 监 控 调度 管理 水 量 调 度 闸 站 监 控 目前，中线工程已完全实现1432公里干渠的远程自动化控制 二 自动化调度系统建设 二 自动化调度系统建设 系统名称 系统功能 水量调度系统可实时分析现地水情数据，自动生成闸门操作指令； 闸站监控系统实现了全线节制闸、分水口、退水闸等304座闸站的远程控制，并具备水位、 开度、流量等预警功能； 调度管理系统可整合全线输水调度信息，实现调度生产无纸化； 安全监测系统 中线干线工程全线共设计有安全监测测点87000多个，其中38000多个实 现了变形、渗压、应变等监测数据的自动化采集、整编、分析、预警等功 能； 水质监测系统13个自动监测站实现了水质信息的自动采集、整理汇编、分析评价、警情 预报、信息查询、信息发布等功能； 安防监控系统全线1432公里实现了视频全覆盖，渠道两侧的物理围栏上加设了电子围栏， 对非法翻越等行为及时报警。 此次主要闸站监控系统预警功能进行汇报。 南水北调中线干线工程自动化系统、被自动化系统控制的机电 设备以及35kV系统，均设有自动预警功能。 序号预警系统 预警内容 1闸站监控①调度类预警； ②设备类预警。 2安全监测①测点预警、部位预警及建筑物预警； ②在线综合评价预警、离线综合评价预警。 3水质监测 ①仪器设备故障预警； ②异常值预警； ③参数超标（上、下限）预警。 4安防系统①电子围栏入侵预警； ②视频监视系统预警。 5 35kV系统能实时监测电流、电压、有功、无功、相序等数据，出现如过流、短路、 跳闸等故障情况下能自动预警。 6网络系统①光缆中断预警； ②网络设备、程控交换设备、通信电源、电池预警。 三、闸站监控系统预警功能 开发及应用 (一) 闸站监控系统预警设计 输水调度风险及预警响应信息 序 号风险类型 风险描述 警情反映 预警 响应 1 调 度 类 水位超限 ①水位过高，造成漫堤风险 ①水位达到高限报警值 水位预警 ②水位过低，将难以满足分水需要，或造成地下 水位顶托破坏衬砌板等 ②水位达到低限报警值 ③水位降幅过大，导致衬砌板破坏等 ③水位变幅达到报警值 2闸门异动 ①无调度指令情况下闸门下滑，影响供水安全①闸门开度发生变化，随后水位升高、流 量变小 开度预警 水位预警 ②无调度指令情况下闸门上升，影响供水安全②闸门开度发生变化，随后水位降低、流流量预警 量变大 工程事故 ①工程发生滑坡堰塞，可能导致供水中断 ①上游水位骤升，下游水位骤降，附近流 量骤减 水位预警 流量报警 3 ②工程发生决口跑水，可能导致供水中断 ②上、下游的水位骤减，下游流量骤减。 4指令错误入利用闸站监控系统远程操作闸门时，闸门开度输 错误。 当前开度与调整开度之和，与目标开度不 相符。 指令预警 5设备故障 ①突发事件，电源突发事件、油泵突发事件、 开度仪传感器失效、自动化设备突发事件。 ①闸门远程不可控制，对输水调度产生较 大影响。 设备预警 ②设备故障，液压系统故障、电源故障、油泵 故障、自动化设备故障。 ②个别闸门无法远程控制或不影响闸门远 程控制或设备故障，对正常的输水调度 不会产生大的影响。