水闸的现代化管理研究

水闸的现代化管理研究

刘杰

上海市宝山区堤防水闸管理所，上海 201900

摘要：水闸工程的管理水平是决定工程能否发挥预期作用的关键因素，本文从水闸规范化管理的主要内容和现代化的技术手段两个方面出发梳理相关内容和要点，为提高水闸的现代化管理水平提供相应的参考。

关键字：水闸；现代化；规范化；管理水平；计算机监控

水闸工程是水利工程中常见的类型，水闸的管理水平直接影响到水网运行的效率、安全性与航运状况[2-3]。根据相关的数据调研显示，水闸工程在运行管理过程中均存在不同程度的不规范、不科学的现象。比较普遍的问题包括：水闸的管理和控制流程不规范，未能根据实际的运行需求和工程环境及时的更新和优化；水闸观测的数据不全面、观测方法不规范、观测资料缺乏完整科学的分析；日常检查存在走过场、不认真的情况，记录不准确不完整；维修方案制定不合理，维修和维护不及时导致故障范围扩大，日常的巡检不到位不及时，容易扩大故障范围；不能按照规范的周期进行水闸的安全鉴定；工程和日常维修资料不健全，整档不规范等[4-5]。

水闸工程在管理方面一旦长期带病运行，不及时进行改进和治理，工程不但无法达到原有的设计目的，还会因此造成次生灾害，贻害无穷。利用现代化管理的手段是提高水闸管理水平的重要途径，水闸的现代化管理某种意义上是指以规范化为基础的管理，确保水闸维护及时和安全运行，同时利用信息化的手段：如遥感遥测、水下机器人、无人机、计算机网络等，实现工程数据的监测、数据的分析和智慧化的管理。即通过规范化的管理内容和利用现代化的技术来实现现代化的管理。本文结合具体的工程实践和相关规范，梳理水闸规范化管理的具体内容，并以计算机监控系统为例，从技术层面提供水闸现代化管理的支撑途径。

一、水闸规范化管理的基本内容

根据水闸的日常运行情况以及《水闸技术管理规范》（DB34/T 1742-2020）等相关规范的要求，水闸管理的主要内容包括5大类，各大类具体的组成如图1所示。

图1 水闸管理的主要内容

图1所示的管理内容是保障水闸系统正常运转的主要工作内容，也是确保水闸安全可靠运行的重要基础性的工作。以上管理内容包括的具体内容如下：

1.1检查观测

根据水闸项目的具体情况和技术要求，需要对水闸进行全面、规范、精准的检查和观测。对照技术管理规程，全面开展观测项目，不能有漏项缺项，按照要求进行安全鉴定。无论是汛期还是日常检查都要进行系统的日常检查，开展专项检查。尽可能采用现代技术手段进行沉降观测、位移观测、压力观测等，以确保观测的精度。

本文选择水闸机电设备点检为例，详细论述检查观测工作。一般而言，水利机电设备的点检主要分为2个类型：日常和定期点检，如表1所示。

表1水闸点检的类型和方法

设备点检的主要包括以下几个环节：确定检查点及其点检的项目、制定点的检判定标准、确定点检周期、确定点检的方法和条件和点检的执行人员、编制设备点检卡、做好点检管理工作。点检工作必须落实个人，制定好岗位责任制，明确职责和点检的项目。

点检的技术要求需要结合设计、制造厂家以及维修人员的主观经验确定点检的重点内容、周期、检查方法等。点检的管理工作是点检的重点，主要要注意对技术人员的管理，包括：防止人员不到场的情况下谎写点检报告，增加人员的复检防止出现因人为原因导致的误检和漏检，以及出现问题得不到及时解决的虚检。

在机电设备故障原因和危害程度确定的情况下，推动项目的定期点检对机电设备的正常运行可以起到保障作用，将设备的维修系统划分为点检方和维修方，以点检方主导设备管理，维修方在点检方的指导和计划下完成保障设备的低故障运行，降低设备运行的安全风险。

1.2水闸的安全管理

水闸的安全管理主要从3个方面开展：1）安全管理。明确划定水闸的管理和保护区域，设立明显的告知标志，主动的制止侵害、破坏水闸工程的活动，保护好工程管理过程中的设施设备。2）安全生产。完善各项安全生产制度，采用必要的安全防护措施如：扶梯、栏杆、盖板等，日常管理过程中严格按照规范操作。3）安全鉴定。按时严格按照规范要求进行水闸的安全鉴定，对于鉴定结果为三类或四类水闸的工程应该及时采取加固、拆除等措施。

1.3资料的整理和归档

水闸工程从设计施工到日常的检查观测、养护维修、调度运行等方面涉及到的文件、图纸、报告、影响资料等都是日常管理过程中重要的基础性的资料。在资料管理方面要做到：全面收集、及时整理、妥善保管。档案尽量做到单独存放，资料电子化并多处存放。

1.4水闸的养护和维修

水闸的养护和维修应该按照：“经常养护、及时维修、养修并重”的原则开展。根据水闸土建部分和机电部分的不同要求和工作内容，按照规范分类进行养护和维修。需要及时维修的部位包括：地板、闸门、翼墙、堤岸等位置；另外有些维修需要基于专业的检测结论后再进行。对于运行中的维修内容、主要问题、维修方案和验收资料等档案要及时的归档。

1.5水闸规范化管理的形式

根据规范化管理的主要内容，结合水闸工程的具体实际，得到水闸的规范管理的形式主要由5个要素组成，如表2所示。

表2水闸的规范管理的形式

二、水闸工程各阶段现代化管理的任务

水闸的现代化管理应该是从水闸建设阶段到使用阶段全过程的规范化为基础开展，主要的阶段及其任务如表3所示。

表3 水闸建设各阶段的任务

由于水闸施工阶段的验收是确保工程未来规范化运行的关键节点，在此期间可以对工程的设计目的和运行情况进行一个全面的检测和改进，本文就验收阶段的流程进行详细的梳理，项目的验收收流程如图 2所示。

图2水利项目验收流程

在项目竣工验收阶段，各参建方的总结同步进行，对于未来的运行而言，应该注重技术方面的内容的总结，用于指导后期的运行。竣工图纸和施工资料是关键资料，尽量将这些材料电子化，便于运行过程中的查找。

三、现代化管理技术的应用

3.1 水闸现代化管理技术手段

计算机技术和远程通信网络技术是水闸现代化管理的主要技术支撑和物理支持。其中，水闸自动化监控系统是最常用的现代化管理技术之一，该系统可以实时监控闸门工况、水泵运行状态、水情等，实现各类信息的共享建立历史数据库，用于各部门的监督和数据统计和分析。该系统具有以下特点：实用性和先进性相结合。系统采用成熟的计算机和自动控制技术，一般采用开放性的结构，利于未来的升级和子系统的互联；突出可靠性和安全性。系统的可靠性和安全性是保证水闸现代化运行的前提，选择高可靠性的设备和通信手段；经济性和可扩展性相结合。选择性价比较高的设备，注重设备未来升级换代的空间，考虑到未来水情测报信息的扩展需要，方便进行优先和无线数据传输的扩展。

3.2水闸计算机监控系统

计算机监控系统是现在水闸工程常用的管理手段，应用场合较多且范围广泛。监控系统的主要任务是对闸门的启闭状态进行控制、了解河流上下游的水位，实现科学的引水、防涝等；同时收集和记录当前流量和系统运行参数。

本文以一套以工控机为主控设备的分层分布式计算机监控系统为例进行分析，主要包括闸门监控系统和视频监控系统，该系统配置上位机1台、就地工控机单元、摄像头、显示屏等硬件。在监控室可以远程的监视闸门的运行状况并可以远程控制，现场也可以就地控制。通过利用现代化的技术手段提高水闸调度管理的自动化程度，经过采集水情和实时水位，控制本地水闸的位置，也可以由该区域的总调度中心远程操控水闸水位。可以将调度管理的经济效益最大化。计算机系统可以将现场的信号采集、执行机构的控制、各个点位的通讯等整合成一个系统。数据传输系统基于以太网构建3层的自动监控系统，如图3所示。

图3 计算机监控系统组成图

上层为信息管理层，连接上级部门的专用网络；中间层位监控层，连接现场监控和上层的服务器；下层为现场设备的网络层，布置于现场的设备之上，采集设备的运行信号。现场采用PLC和必要的模块组成就地的监控单元，通过以太网将现场信息传送至工控机。数据传输的媒介可以选择光纤维作为媒介。

系统的主要功能包括：水闸的自动控制。系统通过工控机控制水闸全开、全关、半开等状态的远程控制，也可就地控制水闸状态；在特殊情况下，手动控制可以实现所有的功能；参数的采集和显示。通过布置于现场的传感器，将水闸的位置和状态信号、水位信息、闸基扬压力信号灯在就地的控制面板和上位机上显示；视频实时监控。根据现场布置的摄像头将视频汇集到监控室。

总结

现阶段我国水闸现代化管理的水平整体不高，主要体现在日常管理的内容不全面、不规范，未采用先进的管理技术。本文从管理内容和技术这两个方面入手，梳理的水闸规范化管理的内容，以计算机监控系统为例分析了相关的组成和功能，为提升水闸现代化管理的水平提供参考。

参考文献

[1]陈伟.浅析现代化技术在水闸工程运行管理中的应用[J].水利建设与管理，2014，34( 02) : 71-72，70.

[2]韩艳红，杨树红.浅谈水管体制改革与水利管理现代化[J].水利建设与管理，2010，30( 10) : 29-30.

[3]周伟.高邮市水利现代化建设进程的实践与思考[J].水利 建设与管理，2019，39( 5) : 64-69.

[4]王花，张朝霞，张萍 . 基于新时期背景现代化技术在水闸工程运行管理中的应用分析[J].中国现代化发展，2016 ( 12) : 185-186.

[5]张斌,肖晨光.西坝口闸现代化管理的思考[J].水利建设与管理. 2020,40(04):74-78