(南京市三汊河河口閘管理處， 南京 210036)

三汊河河口閘位于南京市秦淮河?xùn)|支流三汊河河口入長江處。三汊河河口閘采用國內(nèi)首創(chuàng)的“護鏡門”型式，為創(chuàng)新型水閘工程。閘室為整體式大跨度鋼筋混凝土塢式結(jié)構(gòu)，順?biāo)鞣较蜷L度為37m，垂直水流方向總寬度97m，共設(shè)兩孔，單孔凈寬40m，底板厚度2.5m，閘門高6.0m，每扇閘門自重為280t。三汊河河口閘工程在建成時即具有較高現(xiàn)代化水平，在近來年運行管理中，南京市三汊河河口閘管理單位進一步突出現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用，取得了顯著效益，2009年通過國家一級水利工程管理考核驗收，2012年通過復(fù)核驗收。

1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 監(jiān)控對象

三汊河河口閘計算機監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象主要是閘門啟閉，根據(jù)閘門運行工況自動控制2扇護鏡門和12扇活動小門的操作，監(jiān)視上下游水位和閘門開度，確保擋水、泄洪，同時可按預(yù)定或按值班人員意愿控制河道景觀照明，采集、監(jiān)視配電變壓器溫度及配電系統(tǒng)重要電氣參數(shù)。

1.2 系統(tǒng)布置結(jié)構(gòu)

計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由主控級和現(xiàn)地單元控制級組成。現(xiàn)地單元控制級設(shè)置5套PLC，4套閘門控制PLC布置在閘門旁排架的啟閉機房內(nèi)，其中2套PLC分別控制2扇護鏡門的啟閉，另2套PLC分別控制2扇大門上的活動小門。左側(cè)護鏡門及其小門的2套PLC布置在左側(cè)岸邊的啟閉機房內(nèi)，右側(cè)護鏡門及其小門的2套PLC布置在右側(cè)岸邊的啟閉機房內(nèi)。1套PLC布置在控制室，作為景觀照明系統(tǒng)的控制及采集監(jiān)視配電系統(tǒng)的重要參數(shù)?，F(xiàn)地單元控制級PLC采用Modbus現(xiàn)場總線方式實現(xiàn)與現(xiàn)場智能設(shè)備如變頻器、多功能儀表、溫控器等的通信。

現(xiàn)地單元控制級PLC與主控級的通信采用環(huán)型工業(yè)級光纖以太網(wǎng)。主控級設(shè)置2臺互為冗余熱備的監(jiān)控主機、1臺服務(wù)器。監(jiān)控主機的所有控制命令通過工業(yè)級以太環(huán)網(wǎng)下達給各PLC，從而實現(xiàn)2扇大門和12扇小門的協(xié)聯(lián)操作；現(xiàn)地各PLC實現(xiàn)對閘門開度、水位、限位開關(guān)、油溫、油壓、電磁閥位置等的采集和處理，接受主控級或現(xiàn)地命令，進行閘門啟閉控制、同步調(diào)節(jié)，以及對所控設(shè)備進行故障監(jiān)測，同時將有關(guān)信息實時上送主控級。主控級設(shè)備布置在管理區(qū)綜合樓控制室內(nèi)，監(jiān)控主機、服務(wù)器、視頻監(jiān)視主機等設(shè)備通過工業(yè)級以太網(wǎng)交換機實現(xiàn)通信。

1.3 閘門吊點同步控制

由于每扇護鏡門采用兩臺固定卷揚式啟閉機啟閉，每扇門兩臺啟閉機之間無機械連接，吊點間可能不同步，產(chǎn)生行程差，對閘門結(jié)構(gòu)造成危害，因此，每扇門兩臺啟閉機進行同步控制。監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)配置變頻器并根據(jù)閘門兩吊點的行程差，調(diào)節(jié)兩臺卷揚式啟閉機的轉(zhuǎn)速，使行程差控制在2cm以內(nèi)。

1.4 活動小門控制

兩扇大門的12扇小門，采用各自單獨的液壓控制系統(tǒng)進行控制，在非汛期的大門全關(guān)時，可在中央控制室主控機上設(shè)定小門開啟高程，在閘門現(xiàn)場形成壯觀的人工瀑布效果。

2 安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)

2.1 建設(shè)背景與監(jiān)測項目

三汊河河口閘閘址有深厚的淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，地質(zhì)條件極差，閘室采用大跨度整體式結(jié)構(gòu)，整個結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，設(shè)計要求較高。為解決深厚淤泥質(zhì)黏土給工程帶來的不利影響，設(shè)計單位在工程設(shè)計中采用了多項新技術(shù)以保證河口閘的安全。為了工程的安全監(jiān)測需要，在三汊河河口閘設(shè)計布置了閘室及翼墻的垂直位移、閘室的水平位移、閘室底板的揚壓力、閘室底板的基地土壓力和灌注樁樁頂壓力、閘室底板鋼筋應(yīng)力、底板的不均勻沉降、伸縮縫開合度、閘墩門支鉸處的鋼筋應(yīng)力、護坡深層水平位移等監(jiān)測項目。

2.2 自動監(jiān)測系統(tǒng)功能與應(yīng)用

為實現(xiàn)監(jiān)測自動化，在三汊河河口閘工程設(shè)置了一套安全監(jiān)測自動化系統(tǒng)，通過埋設(shè)于工程各部位的自動觀測儀器，實現(xiàn)所有自動監(jiān)測項目的測量、傳輸、分析工作的自動化，為及時掌握工程施工期、運行期的安全工況，提供現(xiàn)代化管理手段。系統(tǒng)包含自動采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)儲存和數(shù)據(jù)管理等幾個部分。三汊河河口閘將數(shù)據(jù)采集裝置設(shè)在啟閉機房內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)控制中心設(shè)在管理房內(nèi)。數(shù)據(jù)采集裝置與網(wǎng)絡(luò)控制中心之間采用電話線或雙絞線連接。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時觀測、定時觀測，并能對測量成果進行瀏覽查詢、圖形曲線、報表輸出、測值輸入輸出的功能，圖文并茂、直觀實用。

該系統(tǒng)為管理者及時掌握水閘運行工況提供極大方便，如：2012年江蘇高郵地區(qū)地震、“海葵”臺風(fēng)后，對工程進行特別檢查，管理單位通過該系統(tǒng)及時查調(diào)各安全監(jiān)測數(shù)據(jù)，對地震、臺風(fēng)前后各安全監(jiān)測數(shù)據(jù)進行比對分析，結(jié)合相關(guān)現(xiàn)場檢查，較快、準(zhǔn)確判定水閘安全狀況。同時，該系統(tǒng)具備的歷史數(shù)據(jù)對比分析、自動圖表生成等功能，為管理者對年度測量資料匯編、分析提供了詳實的數(shù)據(jù)支撐。

3 信息化系統(tǒng)

南京市三汊河河口閘管理單位信息管理系統(tǒng)(目前為一期建設(shè))，是為了全面提升三汊河河口閘管理能力和信息化水平而實施的項目。旨在運用現(xiàn)代信息技術(shù)，對現(xiàn)有系統(tǒng)進行整合提升，建設(shè)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)內(nèi)部協(xié)同辦公和資源共享；開發(fā)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)信息管理及處理的數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化；建設(shè)具有工程管理、水質(zhì)監(jiān)測管理、隊伍建設(shè)管理、標(biāo)準(zhǔn)維護及法律法規(guī)管理等功能的水利信息管理系統(tǒng)。主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)服務(wù)平臺建設(shè)、綜合業(yè)務(wù)辦理平臺建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)、運行硬件環(huán)境建設(shè)四部分。

3.1 三汊河河口閘工程管理系統(tǒng)

實現(xiàn)水閘實時監(jiān)控、運行管理功能，以及水閘工程檢查、觀測、養(yǎng)護維修、服務(wù)考核相關(guān)運行管理工作網(wǎng)上運行的功能。

3.2 外秦淮河水體管理系統(tǒng)

自動記錄管理單位設(shè)置在外秦淮河水體上各監(jiān)測點每天的水質(zhì)、水量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)水文信息查詢、巡查統(tǒng)計和水質(zhì)評價；實現(xiàn)外秦淮河遠程集中監(jiān)控系統(tǒng)養(yǎng)護維修管理和服務(wù)考核網(wǎng)上運行的功能。

3.3 單位內(nèi)部管理系統(tǒng)

物業(yè)管理，實現(xiàn)設(shè)備設(shè)施日常巡查記錄的錄入和查詢，實現(xiàn)物業(yè)服務(wù)考核網(wǎng)上運行；人事管理，實現(xiàn)人事管理、法律法規(guī)管理等功能；管理移動辦公，在Android平臺上開發(fā)移動辦公應(yīng)用系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)接入信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)相關(guān)水位數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)、引江換水統(tǒng)計數(shù)據(jù)、外秦淮河每日水體巡查記錄的綜合查詢與展示功能，同時，實現(xiàn)與市移動防汛平臺的對接，并留有相應(yīng)拓展接口。

4 結(jié) 語

水利現(xiàn)代化是當(dāng)前水利行業(yè)發(fā)展的重要任務(wù)，水管單位必須在管理中不斷摸索創(chuàng)新，將計算機、信息化等現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用到水利工程管理中，這將對推進水利工程管理水平提升、促進實現(xiàn)水利現(xiàn)代化目標(biāo)起到至關(guān)重要的作用。