1.4 堤防工程管理系统建设现状

综观国际现代化河流（流域）堤防工程管理，其历史并不久远，可追溯至计算机技术普及应用的20世纪80年代初期，近则到20世纪90年代中期。一些发达国家的流域堤防工程管理从数字化、建模、系统仿真，到虚拟现实还不到30年间。在这个不长的历史阶段，现代科学技术在水利上的应用发生了突飞猛进的变化，流域堤防工程管理的观念发生了根本的改变，尽管世界各国河流的自然条件千差万别，但实现流域堤防工程管理信息化，是世界各国发展和追求的共同目标，也是当今社会进步发展的强烈需求。^[1013]

流域堤防工程管理信息化水平与社会进步相适应，工程管理从信息化方面，可分为4

个阶段（见表1.2）。

表1.2

流域堤防工程管理信息化的发展阶段^[12]

国外早在20世纪60年代就已经开始对堤防工程监测数据进行集中处理。发达国家已充分利用现代信息技术建立了较为完善的大坝群安全监控系统，尤其意大利、葡萄牙、西班牙、法国等在堤防工程安全监测方面有长期的应用实践，在国际上也有较大影响。同时堤防工程安全分析评价和日常管理也越来越借助远程网络实现，通过监控中心分析评价模型和专家诊断系统可在网上对各堤防工程进行分析评价和异常诊断，并提出决策方案。日本悻川上于1969年开发的堤防工程信息系统，实现了对3个梯级电站的无人值班，3座大坝的数据送到东京统一进行处理。美国最为重视堤防工程监测数据的集中处理。20世纪90年代，美国垦务局所属的225座大坝的数据通过电话、卫星通信、计算机通信等方式传送到丹佛市的工程和研究中心进行处理。

欧洲其他一些国家一般都采用集中处理监测数据的方式。例如奥地利和格洛克纳—卡普伦梯级开发工程共5座大坝，监测数据均传递到卡普伦监控中心进行集中处理。法国虽然比较强调人工观测，但数据处理则集中进行。法国电力公司的150座大坝的数据都集中到格勒诺布计算中心，分别由各地区观测中心进行处理，其中图鲁兹地区观测中心负责多座大坝的数据处理。

早在20世纪80年代初意大利就推崇包括采集在内的全自动化的堤防工程安全监测系统，他们研制了在线计算机辅助监测系统 MAMS，在一些大坝上实现了数据自动采集和在线监控，并利用其著名的存储和处理系统 MIDAS进行离线管理。2000年，意大利ISIDE中心建立了堤防工程综合信息管理系统，实现对大坝的在线监控，确保管理中心与各大坝通过卫星实现实时连接。此外，意大利国家电力局和贝格莫模型及结构试验研究所合作开发了自动采集观测数据、计算机处理和存储以及不同干预方法的快速分析等功能的自动化系统。该系统在意大利全国有8个地区设立二级管理中心，将信息统一到米兰研究中心，该中心配置较大规模的计算机系统，建立了全国性的计算机网络。

因特网的出现，带给了人们很大的变革。利用Internet技术进行堤防工程安全信息交流和传输的工作正在蓬勃发展。国外已经涌现了许多与堤防工程安全相关的网站，实现了信息的实时查询，且具有信息量大、便于查询等特点。

20世纪90年代以后，我国开始重视堤防工程安全监测自动化，南京水利科学研究院和南京电力自动化研究院等开发了分布式土石坝安全监测数据采集系统，能实现数据自动采集、数字量传输和资料整理的自动化，首先设置在新疆最大的水库克孜尔水库，实现了大坝安全实时监测自动化，目前已陆续应用于其他一些工程。河海大学于20世纪90年代中期结合龙羊峡电站完成了《大坝安全综合评价专家系统》，它将定量分析与定性分析结合起来，初步探索通过大坝的监测资料分析统计和评价，实时掌握大坝工作状态的可能性。1997年，我国水利部大坝安全管理中心开发了“水库大坝注册登记系统”，该系统基于Foxpro环境，是采用单机数据库管理的桌面系统。

2001年，南京水利科学研究院承担的《土石坝安全监测分析评价预报系统》通过了国家电力公司的验收。该系统建立了堤防工程安全监测的数据库系统，实现了土石坝所有原始文档归档管理，对所有原型观测考证资料、监测资料的整编与管理；建立了土石坝安全监测的分析/算法系统；建立了土石坝安全检测的图形/图表系统，实现了安全检测资料的图形化处理；建立了土石坝安全检测综合分析系统，还建立了土石坝安全检测预测预报系统。

2002年水利部大坝安全管理中心开始开发堤防工程安全管理信息系统，于2003年通过项目验收，该项目的目的是探索堤防工程基本资料数据库建设及网络化信息发布的技术途径，成果包括基于C/S的数据库管理和基于B/S方式的信息发布，其 WebServer为Apache，网络数据库采用Oracle8i。我国部分水库已经实现了大坝安全监测系统自动化、大坝安全管理信息自动化和水情测报系统自动化。例如，广西水库管理信息系统于2004年6月初步建成并开始数据录入及系统测试，到2004年9月正式投入使用，包括全广西归水利系统管理的已注册的4326大中小型水库，该系统以先进的GIS技术、计算机网络技术、数据库技术为基础，以空间信息和水库信息为核心，将水库信息和空间信息有机关联，对水库信息进行有效管理和综合分析，通过强大的信息处理功能，使得查询及分析结果以地图、文本、图表及多媒体的方式可视化、直观、生动地显示出来；湖南省益阳市计算机网络完成了对市水利局机关、局直属单位的综合布线，配备了网络交换机和网络服务器，开通了基于Internet的局域网，不仅能通过专线上联湖南省防汛抗旱指挥部内网，而且能接入互联网信息资源，建设初见成效；2005年5月，吉林省新立城水库局在原有堤防工程安全监测自动化系统的基础上，在原有基础上对系统进行更新改造，更新改造后的堤防工程信息系统实现了数据的实时观测、实时分析、实时输出等功能；东风水库建设了由信息采集系统、计算机网络系统和决策支持系统组成的水库信息管理系统；四明湖水库大坝实现自动化监控系统 Web集成，屏蔽了异构平台的差异，将各独立子系统集中到一个统一的网络平台，实现资源共享和Internet下的操作；这些系统的建设和更新为我们建设全国的堤防工程基本资料信息系统提供了经验，但是这些系统一般仅仅实现了一个、几个或者一个局部范围内水库的信息管理，资源无法统一，而且各系统建设的标准和内容也不相同，对实现水库大坝信息的统一管理、分析带来了不便，无法满足水利信息化、现代化管理的需求。

基于 Web的堤防工程基本资料管理系统，建成覆盖全国水利系统的水利信息网络，全面开发水利信息资源，全面提供准确、及时、有效的信息服务不仅可以满足各级决策和管理部门的需要，也可以促进水利信息化建设，提高堤防工程信息的管理水平。