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【摘 要】随着我国水利行业的不断发展，逐渐突出了运行管理等方面问题，基于以上发展现状，需要建立健全水利枢纽运行管理机制。文章对水利枢纽工程综合管理信息化系统框架设计进行了研究分析，以供参考。
【关键词】水利枢纽工程；综合管理；信息化；框架设计
1前言
水利工程管理是我国水利管理中重要的组成部分，是一个不断发展的动态历史过程，其建设标志着从传统水利走向现代水利的变革。水利工程管理以使用防渗墙施工技术、混凝土坝施工技术、砌石拱坝施工技术和水库土坝防渗加固技术等现代化施工技术来提高工程质量、发挥工程效益为目标，管理内容包括施工前质量管理、施工过程管理、施工后质量管理和施工成本管理。本文对水利工程管理中存在的问题与对策进行研究，并从施工前质量管理、施工过程管理、施工后质量管理和施工成本管理四个方面来分析水利工程管理的内容。
2水利枢纽运行管理当中存在的各项问题
2.1缺乏完善的水利枢纽运行管理制度
在实际建立水利枢纽运行管理机制期间，存在较大界定模糊的法律条文，在确定和明确管理体系期间，大部分水利枢纽运行管理制度出现不同程度的问题，并且在实际应用期间逐渐显示出较大的不适应性，在较大程度上制约了水利枢纽运行实效性。
2.2分析工业生产期间产生的污染
针对水利枢纽运行管理制度来说，城市工业生产产生的废物物以及居民生活排放的污水等，都会对水利工程产生较大的污染影响。即使某些工业企业在废水排放口设置了一系列废水净化处理设施，然而还有相当一大部分企业由于资金等各项因素影响，没有对污水和废水进行净化处理直接排放在自然环境当中，由于排放污水的各项性质无法满足标准要求，因此环境和水体都产生了较大污染。按照调查报告当中的各项数据可以看出，我国部分地区的煤炭企业的产量值能够达到4×107吨，已经远远超过控制总量的两倍以上。大部分且在污水排放期间都缺乏净化处理设备，严重污染了生态环境和水环境。
2.3存在严重的水土流失情况
在对我国水土流失情况进行调查分析，结果显示，某些水利枢纽周边生态环境低下，存在严重的水土流失现象。再加上我国相关部门缺乏改善资金和资源，因此无他中无法科学有效地治理水利枢纽周边的生态环境，这样就导致整个生态系统呈现较大的脆弱性。并且在出现严重的水土流失现象。一项对某些水利枢纽周边生态环境的调查显示，该地区存在严重的水土流失情况，流失面积已经高达93.7%，河道当中出现较多泥沙和粗砂，已经成为我国水土流失治理的重点地区。因此需要全面构建和管理生态系统，该项修复内容主要包括在受到人为影响，需要修复退化的河流。由于该水利枢纽存在较多的水生态破坏问题，导致无法产生径流，进一步无法构成水生态系统，所以不需要对其进行修复。相关管理部门需要加强对水利枢纽管理制度的构建意义，全面分析生态环境的各项构建要素，有效针对水利枢纽运行现状采取针对性地管理机制，这样能够在较大程度上降低对水利枢纽工程的影响作用。
2.4灌溉区域无法对水库环境质量进行调节
在水利枢纽运行管理当中，出现了较多工程灌溉区域污染水质严重不达标现象。在设计水利工程项目期间，需要将工程灌溉区域出现了严重的总氮和总磷等营养物质不达标情况，严重超出国家相关标准规定。在出现该种现象之后，在较大程度上影响了水利枢纽运行管理体制的建立和改造。比如某工程在完成一期建设之后，由于长时间存在水体污染情况，严重制约了水库污染的调节作用，并且导致水库水资源出现二次污染情况。严重危害了基础设施建设，导致水质安全质量受到威胁。
3水利枢纽工程综合管理信息化系统框架设计
3.1设计思路
3.1.1分层分区建设思路
系统设计和建设采取分层分区的思路，按照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”原则，满足水利工程控制系统安全体系建设规范要求。分层主要是从管理层次来说，根据水利枢纽公司各层级职责定位的不同，依据管理需求系统建设可以分为两个层级；分区主要是从网络信息安全的角度来说，根据枢纽工程水库调度、电站管理、工程防汛等不同业务应用的安全需求，采用网络分区的方式进行系统建设。纵向上，考虑到水利枢纽工程不同业务管理机构的职能范围和应用需求，系统在纵向结构上通常可以分为集控中心和业务管理分中心两层。集控中心负责汇聚来自各业务管理分中心的相关数据，配置完整的自动化信息化系统功能，处理不同业务管理分中心之间的数据交互和业务协同，负责整套系统的运行管理。业务管理分中心负责采集和处理业务相关信息，配置业务管理流程和功能，保持与集控中心的信息交互，接收和执行来自集控中心的指令。橫向上，为保障系统运行安全和网络信息安全，划分为安全区Ⅰ（控制区）、安全区Ⅱ（业务区）和安全区Ⅲ（管理区），三个分区配置独立网络，网络之间配置横向隔离装置以进行物理隔离。安全区Ⅰ：用于实时控制，承载实时性要求最强、安全性要求最高的控制信息，包括运行电站监控系统、闸门监控系统等，符合电力安全规定架构要求。安全区Ⅱ：用于承载各类业务信息，包括水情水调、工程防汛、安全监测、综合决策等。安全区Ⅲ：用于承载各类管理信息，包括视频监控、远程办公、视频会议、信息发布等，可以与互联网连接，用于通过互联网进行信息传输的应用。
3.1.2应用支撑平台思路
随着信息技术的快速发展，数据存储、硬件平台、应用系统等资源无法共享的问题越来越严重，迫使用户不得不花费大量的投资去打通这些信息孤岛，或者提前终止已有业务系统的生命周期，重新投资建设新的业务系统以满足新的业务需求，造成重复建设和投资效率低下等问题，面对这些问题，应用支撑平台技术应运而生。
3.2总体框架设计
3.2.1综合展示层
综合展示层以二三维可视化信息综合展示与会商平台为依托，是水利枢纽工程及枢纽管辖范围总体信息展示、用户交互及查询会商的窗口。综合展示以枢纽工程管辖区域基础地理信息系统和工程三维模型为载体，集成工程的基本属性、水文地质、结构图纸等设计成果数据，通过GIS、三维、虚拟现实等展示技术再现工程主要业务的真实管理和决策环境，提供电站监控、水库调度、水雨情监测、视频监控等电子沙盘，对各类专题信息以及各子系统处理后的成果信息进行直观形象的展示，对水利枢纽工程的全局运行状况、所在流域水雨情信息等进行动态展示。
3.2.2业务应用层
业务应用层是整个系统的核心，用于实现系统的核心业务逻辑，集成用户直接使用的各类业务应用系统，主要包括各种业务应用、办公应用、移动应用、综合应用等。
3.2.3应用支撑层
应用支撑层遵循SOA（面向服务的体系结构）设计理念，集成ESB（企业服务总线）技术，基于跨操作系统平台、数据库平台的中间件软件构建，提供跨领域、与具体业务无关、通用的基础服务，包括公共服务、系统管理、应用组件、交互接口等，具有良好的平台兼容性、部署灵活性、互操作性和标准性等特点，提供一个支持信息访问、传递、以及协作的集成化环境，能实现个性化业务应用的高效开发、集成、部署与管理。
3.2.4数据中心层
数据中心层是利用基础设施层的硬件、软件和网络设施构成的一个存储、管理和访问数据的数据支撑平台，将水利枢纽工程涉及的各类数据进行集中管理，支持大量异构数据的交互和共享[18]，并确保数据的唯一性、准确性和安全性。
4结束语
综上所述，从我国水利枢纽运行管理的发展现状可以看出，在建立管理制度时需要全面考虑水利工程实际运行情况，并且按照相关法律政策全面提升水利枢纽周边的生态环境。
（作者单位：黑河黄藏寺水利枢纽工程建设管理中心）
【关键词】水利枢纽工程；综合管理；信息化；框架设计
1前言
水利工程管理是我国水利管理中重要的组成部分，是一个不断发展的动态历史过程，其建设标志着从传统水利走向现代水利的变革。水利工程管理以使用防渗墙施工技术、混凝土坝施工技术、砌石拱坝施工技术和水库土坝防渗加固技术等现代化施工技术来提高工程质量、发挥工程效益为目标，管理内容包括施工前质量管理、施工过程管理、施工后质量管理和施工成本管理。本文对水利工程管理中存在的问题与对策进行研究，并从施工前质量管理、施工过程管理、施工后质量管理和施工成本管理四个方面来分析水利工程管理的内容。
2水利枢纽运行管理当中存在的各项问题
2.1缺乏完善的水利枢纽运行管理制度
在实际建立水利枢纽运行管理机制期间，存在较大界定模糊的法律条文，在确定和明确管理体系期间，大部分水利枢纽运行管理制度出现不同程度的问题，并且在实际应用期间逐渐显示出较大的不适应性，在较大程度上制约了水利枢纽运行实效性。
2.2分析工业生产期间产生的污染
针对水利枢纽运行管理制度来说，城市工业生产产生的废物物以及居民生活排放的污水等，都会对水利工程产生较大的污染影响。即使某些工业企业在废水排放口设置了一系列废水净化处理设施，然而还有相当一大部分企业由于资金等各项因素影响，没有对污水和废水进行净化处理直接排放在自然环境当中，由于排放污水的各项性质无法满足标准要求，因此环境和水体都产生了较大污染。按照调查报告当中的各项数据可以看出，我国部分地区的煤炭企业的产量值能够达到4×107吨，已经远远超过控制总量的两倍以上。大部分且在污水排放期间都缺乏净化处理设备，严重污染了生态环境和水环境。
2.3存在严重的水土流失情况
在对我国水土流失情况进行调查分析，结果显示，某些水利枢纽周边生态环境低下，存在严重的水土流失现象。再加上我国相关部门缺乏改善资金和资源，因此无他中无法科学有效地治理水利枢纽周边的生态环境，这样就导致整个生态系统呈现较大的脆弱性。并且在出现严重的水土流失现象。一项对某些水利枢纽周边生态环境的调查显示，该地区存在严重的水土流失情况，流失面积已经高达93.7%，河道当中出现较多泥沙和粗砂，已经成为我国水土流失治理的重点地区。因此需要全面构建和管理生态系统，该项修复内容主要包括在受到人为影响，需要修复退化的河流。由于该水利枢纽存在较多的水生态破坏问题，导致无法产生径流，进一步无法构成水生态系统，所以不需要对其进行修复。相关管理部门需要加强对水利枢纽管理制度的构建意义，全面分析生态环境的各项构建要素，有效针对水利枢纽运行现状采取针对性地管理机制，这样能够在较大程度上降低对水利枢纽工程的影响作用。
2.4灌溉区域无法对水库环境质量进行调节
在水利枢纽运行管理当中，出现了较多工程灌溉区域污染水质严重不达标现象。在设计水利工程项目期间，需要将工程灌溉区域出现了严重的总氮和总磷等营养物质不达标情况，严重超出国家相关标准规定。在出现该种现象之后，在较大程度上影响了水利枢纽运行管理体制的建立和改造。比如某工程在完成一期建设之后，由于长时间存在水体污染情况，严重制约了水库污染的调节作用，并且导致水库水资源出现二次污染情况。严重危害了基础设施建设，导致水质安全质量受到威胁。
3水利枢纽工程综合管理信息化系统框架设计
3.1设计思路
3.1.1分层分区建设思路
系统设计和建设采取分层分区的思路，按照“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”原则，满足水利工程控制系统安全体系建设规范要求。分层主要是从管理层次来说，根据水利枢纽公司各层级职责定位的不同，依据管理需求系统建设可以分为两个层级；分区主要是从网络信息安全的角度来说，根据枢纽工程水库调度、电站管理、工程防汛等不同业务应用的安全需求，采用网络分区的方式进行系统建设。纵向上，考虑到水利枢纽工程不同业务管理机构的职能范围和应用需求，系统在纵向结构上通常可以分为集控中心和业务管理分中心两层。集控中心负责汇聚来自各业务管理分中心的相关数据，配置完整的自动化信息化系统功能，处理不同业务管理分中心之间的数据交互和业务协同，负责整套系统的运行管理。业务管理分中心负责采集和处理业务相关信息，配置业务管理流程和功能，保持与集控中心的信息交互，接收和执行来自集控中心的指令。橫向上，为保障系统运行安全和网络信息安全，划分为安全区Ⅰ（控制区）、安全区Ⅱ（业务区）和安全区Ⅲ（管理区），三个分区配置独立网络，网络之间配置横向隔离装置以进行物理隔离。安全区Ⅰ：用于实时控制，承载实时性要求最强、安全性要求最高的控制信息，包括运行电站监控系统、闸门监控系统等，符合电力安全规定架构要求。安全区Ⅱ：用于承载各类业务信息，包括水情水调、工程防汛、安全监测、综合决策等。安全区Ⅲ：用于承载各类管理信息，包括视频监控、远程办公、视频会议、信息发布等，可以与互联网连接，用于通过互联网进行信息传输的应用。
3.1.2应用支撑平台思路
随着信息技术的快速发展，数据存储、硬件平台、应用系统等资源无法共享的问题越来越严重，迫使用户不得不花费大量的投资去打通这些信息孤岛，或者提前终止已有业务系统的生命周期，重新投资建设新的业务系统以满足新的业务需求，造成重复建设和投资效率低下等问题，面对这些问题，应用支撑平台技术应运而生。
3.2总体框架设计
3.2.1综合展示层
综合展示层以二三维可视化信息综合展示与会商平台为依托，是水利枢纽工程及枢纽管辖范围总体信息展示、用户交互及查询会商的窗口。综合展示以枢纽工程管辖区域基础地理信息系统和工程三维模型为载体，集成工程的基本属性、水文地质、结构图纸等设计成果数据，通过GIS、三维、虚拟现实等展示技术再现工程主要业务的真实管理和决策环境，提供电站监控、水库调度、水雨情监测、视频监控等电子沙盘，对各类专题信息以及各子系统处理后的成果信息进行直观形象的展示，对水利枢纽工程的全局运行状况、所在流域水雨情信息等进行动态展示。
3.2.2业务应用层
业务应用层是整个系统的核心，用于实现系统的核心业务逻辑，集成用户直接使用的各类业务应用系统，主要包括各种业务应用、办公应用、移动应用、综合应用等。
3.2.3应用支撑层
应用支撑层遵循SOA（面向服务的体系结构）设计理念，集成ESB（企业服务总线）技术，基于跨操作系统平台、数据库平台的中间件软件构建，提供跨领域、与具体业务无关、通用的基础服务，包括公共服务、系统管理、应用组件、交互接口等，具有良好的平台兼容性、部署灵活性、互操作性和标准性等特点，提供一个支持信息访问、传递、以及协作的集成化环境，能实现个性化业务应用的高效开发、集成、部署与管理。
3.2.4数据中心层
数据中心层是利用基础设施层的硬件、软件和网络设施构成的一个存储、管理和访问数据的数据支撑平台，将水利枢纽工程涉及的各类数据进行集中管理，支持大量异构数据的交互和共享[18]，并确保数据的唯一性、准确性和安全性。
4结束语
综上所述，从我国水利枢纽运行管理的发展现状可以看出，在建立管理制度时需要全面考虑水利工程实际运行情况，并且按照相关法律政策全面提升水利枢纽周边的生态环境。
（作者单位：黑河黄藏寺水利枢纽工程建设管理中心）