水利工程动态监管实用13篇

水利工程动态监管

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海洋管理必须依靠监测的资料与数据才能产生正确的管理行为和较好的行为后果。海底电缆铺设施工海域使用动态监测是专业勘察监测单位以相对独立的第三者身份,依据相关法律规范、有关政策以及批复文件等,对发生在中华人民共和国内水、领海和其他管辖海域内的海底电缆铺设施工时间、位置、工艺及对利益相关者解决方案的落实进行监测监控,并将监测监控的数据完整、安全和及时传递给海洋管理部门,为海域使用动态评价与决策提供技术支撑。海底电缆铺设海域使用动态监测,能够促使海缆铺设项目严格按照海域使用论证和环境影响评价及其批复文件的要求,进行建设并落实到位,防止其随意改变项目用海的方式、位置,预防对利益相关者造成重大损害,避免对海洋环境和生态环境产生不可逆转的影响。这种运用专业、高效的动态监测技术手段,对海底电缆铺设过程中用海行为进行客观评价,改进管理的意见和建议的过程,是提高行政效能、保证涉海政府管理部门决策科学化的重要举措。

3监测方法及特点

根据海缆铺设施工过程中不同的用海行为特点,采取人员监督或设备探测等不同类型的监测方法,选择多元的监测手段,可大幅提高海域使用动态监测的科学化、规范化的水平。

3.1施工现场监督与监测施工现场检验与监测是指监测技术人员登临海底电缆铺设船,对整个施工过程进行实时监测与监督。深入现场实施检查、监测海底电缆铺设,是海域使用动态监测的不可或缺的重要环节。现场监督与监测方法主要包括人员现场监督记录与设备水上水下定位等。人员现场监督记录为监测人员采用现场监视、拍照、录像等手段,对海缆铺设所采用的施工设备、工艺与施工进度进行详细记录,并形成监测档案,以核实海缆铺设是否落实用海方式控制要求,其施工工艺以及技术手段是否符合海域使用批复的要求,海缆铺设船是否发生批复铺设海缆以外的其他用海行为。若在现场发现有违背批复的海域使用行为应及时上报相关海洋管理部门。设备水上、水下定位为监测技术人员利用全球卫星定位系统对海缆铺设船的航迹进行实时监控记录,采用水下声学定位系统对海缆铺设的水下设备(如埋设犁)的水下活动开展定位记录,以监督海缆船铺设行为是否超出批复的用海海域。此外,由于水下声学定位系统使用技术难度及经济成本都较高,可利用“主要因素分析管理”等方法,统筹整个施工全过程,抓住主要矛盾,在铺设光缆与在用光缆管道交越等关键控制点采用,既不影响海缆铺设项目的顺利实施,同时满足海域使用管理的需求。施工现场监督与监测的数据与成果应及时以航次简报的形式上报海洋管理部门,航次简报应包括航次编号、项目名称、项目编号、施工单位、施工船只、监测单位、测量时间、测量基准、测量设备、测量人员、项目施工进度、项目施工工艺及设备、施工船航行描述、施工船作业过程简述、相关照片、其他附件、结论与建议等内容。在施工结束后应编入项目动态监测报告中。

3.2综合工程地球物理探测由于大型海缆工程的路由长度普遍较长,往往会达到几千千米,因此可根据海缆铺设施工进度,分阶段在完成铺设的路由区,综合采用水深测量(单波束、多波束)、侧扫声呐探测、浅地层剖面探测等工程地球物理技术手段,核实海底电缆的埋设位置、深度,了解和掌握海缆开挖、填埋施工后海底地貌变化状况,以及对其交越的其他海底管线等构筑物的影响。综合工程地球物理探测的测线布设及实施过程可参照相关规范执行。综合工程地球物理探测的时效性应予以保证,同时在内水、领海及其他管辖海域内可根据具体的施工工艺,采用不同的监测方式(全程检测与监督抽查)、不同的监测比例尺,但在内水与领海范围应强制采用全程监测的方式。同时,在综合工程地球物理探测实施工程中,应保证监测仪器设备满足各监测项目的要求、计量设备应经过法定计量检定部门的检定后使用、监测人员应经过行业管理部门的培训后持证上岗。综合工程地球物理探测应形成工程地球物理动态监测报告及相关图件,编入项目动态监测报告中,并上报海洋行政主管部门。

3.3调查走访该方法是利用实地走访或征求意见函的手段,考察海域使用者对于海域使用协调方案与对策措施的落实情况,确定其是否对相关利益者造成不良影响。调查走访的过程中,若发现重大问题,应及时反馈给施工单位,并上报管理部门。调查走访应形成调查走访监测报告,并编入项目动态监测报告中,同时上报给海洋行政主管部门。

篇2

我国水利水电工程的建设不仅在防洪、发电、灌溉、航运等方面对社会经济发展贡献巨大,而且在促进资源合理利用方面也发挥了重要作用,搞好水利水电工程对于我国的经济和社会发展都有重要意义。中国是一个经济迅速崛起的国家,目前正面临着发展经济和保护环境的双重任务。但是随着建设投入的不断加大,过多的水利工程建设项目会对生态环境造成相当大的影响,尤其是在水利工程建设的过程中,它往往破坏大量的生态环境导致生态环境失衡。因此,在流域的开发,水利工程的规划、设计、施工、调度及水库运行中,应充分考虑生态与环境的要求,使工程在造福人类的同时,对生态环境的不利影响降至最低。衡量一个水利工程的成败不仅要看它的工程技术解决的如何合理,还要看它在建设中对环境的影响是否有具体的、完善的解决措施。加强水利水电工程施工期和运行期的生态环境监测和管理,在生态保护方面探索出符合我国国情的方法和技术是至关重要的,工程建设与环境保护同时并重,才能把经济效益、社会效益和生态效益有机地统一起来。重视环境保护工作,落实措施,狠抓管理,才能实现工程建设、生态环境及经济发展的良性循环。

1 水利工程对生态环境影响评估

1.1 正面效益

水利工程在防洪、灌溉、供水方面起到重要的作用,不仅有着巨大的经济效益与社会效益,同时也有着巨大的环境效益,有效减轻和防止了生态环境灾难的发生。水利工程能有效的控制河流洪水的主要要来源,减少因防洪、分洪产生的生态环境问题。某些水利工程能改善局部小气候和生态环境,改变当地环境和景观。通过库区综合的开发计划,能够改善水生环境和促进渔业、栽培业,改善当地人民的生活条件。成功例子可在葛洲坝、丹江口、东江库区发现。

1.2 负面影响

水利工程的环境影响区域一般可分为库区、大坝施工区、坝下游区。库区的环境影响主要源于水库淹没和移民安置、水库水文情势的变化,受影响最大和最为重要的通常是生物多样性、水质、水温、环境地质、景观、人群健康、土壤侵蚀、土地利用、社会经济等因子。而在河流上建坝,阻断了天然河道,导致河流态发生变化,进而引发整条河流上下游和河口的水文特征发生改变,这是修坝带来的最大生态问题。水库蓄水后,随着水面的扩大,蒸发量的增加,水汽就会增多等等,容易发生水污染。一些水利工程建设造成河流形态的均一化和不连续化,造成河流形态多样性的降低,进而使生物群落的多样性降低。需要强调的是,在不同的地区、不同的地河流上修建水利工程影响是不同的,要对具体的河流进行具体分析,不能一概而论。

影响的性质有利有弊,对生态环境的影响有短期和长期的,在水利水电工程的环境影响中,有些是不可避免的,有些则可以通过采取一定的措施加以减免。流域和区域原来的生态系统平衡被打破后,需要经过一定时间才能达到新的平衡状态。因此,制订水利工程的生态环境监测和保护计划是水利发展过程中必不可少的。

2 水利工程环境监测中应重视的问题

为了掌握水库建库后流域生态系统的时空变化,对水利工程兴建前后库区及

大坝下游地区的生态环境实行全过程系统的跟踪监测,预测不良趋势并及时警报,发现问题并提出减免不利影响的措施,及时为水库影响区域生态环境建设与管理提供科学依据等,建立水利工程生态环境监测系统都是十分必要的,具有重要意义。

环境监测系统是一个具有多因子、多层次监测功能的统一管理系统,应统一领导、统一规划,并分期实施,以保障监测系统高效率正常开展监测工作。水利工程涉及因素众多,相关关系复杂。监测规划应以库区为重点,兼顾下游及河口地区,实现以较少的监测站点获取较完整的有代表性的生态与环境监测资料。水利工程生态与环境监测系统是一个跨学科、跨部门、跨地区的系统工程,根据监测需要,应将现有机构优化组合,以获得最大效益。此外,设置的监测系统、监测站点应具有代表性,监测系统运作形式灵活,系统分级合理,具有较现实的可操作性等。环境监测对象主要包括对水质、水文、局部气候、山地灾害、水生物、陆生动植物、人群健康、大坝区域环境、农业生态环境等内容。监测的具体项目、位置、频率,应根据影响预测结果实际确定,按影响范围、程度、性质确定重点监测项目和一般监测项目。

3 水利工程施工过程中的环境保护措施

对黄河小浪底工程环境保护实践情况进行分析,在水利工程施工过程中的环境影响主要集中在水质、固体废弃物、大气污染、噪声、生态环境、水土流失、文物保护等方面,同时,它们也是生态环境监测的重点对象。

3.1 空气污染

开挖产生的粉尘采用湿法作业减少降尘,爆破粉尘一般采用湿法作业、爆破前后洒水减少降尘。洒水设备可以购买也可以租用,但要进行经济比较。施工区设置锅炉的,烟气排放应满足有关规定和要求。施工现场及溶洞群内以改进施工方法为主,采用湿钻等方法,在一定程度上能降低粉尘污染,同时,对现场施工人员加强劳动保护。粉体物料要尽量采用管道输送,并对输送管道采取防泄漏措施。

3.2 水质污染

砂石料加工废水需进行沉淀处理,达标后才能排放,并将废水回用至生产加工,提高水资源利用率。基坑废水在沉降处理过程中,应加强水质监测,延长静置时间。混凝土拌合废水可在废水排放量相对集中的施工点,设置沉淀净化池,将pH值值调至中性,出水通过水质监测,达标后才能排放。含油废水应集中修配保养场,经沉淀、除油处理,含量小于5 mg/L时,排入附近荒地。营地必须设置生活污水收集池,污水经过化粪池发酵杀菌后由地下管网输送到无危害水域,有条件的可输送到当地污水处理厂。

3.3 固体废弃物

固体废弃物由于其来源和种类多样性和复杂性,对它的处理方法应根据各自的特性和组成进行优化选择。对于有毒有害废物应尽量通过焚烧或化学处理方法转化为无害后再处。对一般废物的填埋处置必须保持周围环境的一致性,废物顶部必须覆盖植被、保持长期稳定,能防止风化侵蚀、洪水和扬尘。

3.4 水土流失

水利工程施工过程中对水土流失的预防,应从设计、施工过程甚至工程竣工后都给予充分的重视,设计时应尽量使挖填方平衡,提高土、砂、石料的利用率,减少废渣量等。施工中应尽量减少对地貌及植被的破坏,工程竣工后应搞好护坡造林和种草。根据工程情况采取必要的开挖面防护措施,取土场、弃渣场防护措施,以及临时工程防护措施等。

3.5 生态保护

水利工程要尽最大可能保护和恢复河流形态的多样性,而保持河流的蜿蜒性是保护河流形态多样性的重点之一。同时,保持河流断面形状的多样性,尊重河流原有的自然断面形态。除此之外,河道防护工程的岸坡要采用有利植物生长的透水材料,水利工程设计应为植物生长和动物栖息创造条件。开展生态监测和管理,对工程建设中形成的次生裸地要及时复土、还林。加强库区生物群落调查,处理好生物多样性与安全防疫的关系。

3.6 噪声防护

合理安排施工计划,避免在同一集中地点集中使用大量机动设备,施工单位应首选符合噪声排放标准的施工机械,采用低噪声设备和工艺。对敏感目标,可采取可采取限制施工时段、设置隔声屏障等工程措施。对高噪声作业场施工人员,应加强劳动保护,可配发耳塞、耳罩或头盔等防噪工具。

3.7 文物保护

建立文物保护评价制度,健全文物保护相关法律法规,依照《文物保护法》的规定,按照“既有利于文物保护,又有利于基本建设”的原则,力争民生工程和文化遗产保护工作达到“双赢”。构建前期工作协调机制,搜索建立“基本建设文物保护经费基金”,使“文物保护先行”制度化、具体化。建立实施与验收协调机制,优化、处理好文物保护与投资计划的关系。还要注重后期管理,强化文物适度利用和展示。以三峡工程为例,国家建立了三峡博物馆,延伸了水电文化内涵,丰富了物质载体,挖掘了文化资源的经济潜力。

3.8 环境监测

根据水利工程对生态环境影响的特点,建立一个以人类生态环境为中心,以库区为重点,延及库区下游与河口相关地区所组成的跨地区、跨部门、多学科、多层次的监测网络。建立一套完整的监测指标体系,完整的监测管理体系,保证水利工程生态与环境监测网的正常运行。对所有大规模项目都需要在运行阶段进行定期监测,监测对象包括大气、水、噪声、土壤及自然生态的其他要素,优先污染物优先监测,要全面规划、合理安排。

4 结 语

水利水电工程的兴建和运用,对周围环境必然产生各种有利或不利的影响,同时也会对区域生态与环境产生深远的影响,因此,把加强环境管理与监测作为水利工程的一项重要工作,具有很大的现实意义。研究提出生态保护要求及采取的对策和措施等,使水资源的开发、利用、保护、配置与生态环境相互协调,促进经济、社会、环境协调与可持续发展。

参考文献:

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对我国水利工程管理自动化研究的文献可以看出,对于水利工程的专题信息系统研究主要侧重于具体工程的实际应用方面,而且侧重点在局部、底层业务管理实现方面,而没有从国家层面上对各个专题信息系统的共性与特性方面进行研究;而对于水利工程信息管理研究则侧重于水利工程信息本身的采集、加工、网络化管理以及水利资源的信息集成研究方面,而缺乏对水利工程各业务管理与其所需信息的关系的研究,因为信息的产生、加工形成于水利工程具体的业务管理,如果没有形成良好的业务管理流与信息流的融合,就达不到水利工程高效管理的目的。

1.1 我国水利工程管理自动化研究主要存在的不足

①我国水利工程管理自动化缺乏系统的理论指导体系和规划。各相关部都只按各自管理需要进行相关信息系统的建设,缺乏整体的理论体系、规划和规范标准,导致各部门之间数据无法实现有效的信息共享,重复建设多“, 信息孤岛”现象严重。②我国水利工程管理信息系统建设缺乏整体的信息技术体系模式规范。虽然信息技术己普遍应用于具体水利工程管理信息系统建设项目中,但是缺乏水利工程自动化共性和特性研究,没有形成整体的信息技术应用体系模式规范。③我国水利工程管理自动化尚未形成全局的建设方案和发展战略。由于我国水利工程自动化没有规范性的管理业务流程以及一体化的数据技术等规范,导致其规划性的建设方案和发展战略研究匾乏。

1.2 我国水利工程管理自动化还需研究的内容主要体现在以下几个方面

① 从水利工程管理层次角度来看,需建立基于国家与地方立足点的统一水利工程自动化管理方案,确定水利工程专题自动化管理的共性与特性,并以此为基础建立符合专题业务管理流程的管理信息系统,才能实现水利工程管理信息在纵向(国家与地方)和横向(各业务管理模块)传递的畅通性。②从水利工程管理功能角度来看, 水利工程管理自动化不仅要保证水利工程建设实施的顺利进展,同时也要实现对其建设实施评估与监督的有性来确保其建设成效,另外就是实现对水利资源的动态监测管理,从而为水利可持续发展提供决策支持。③从水利工程管理自动化建设理论来看,需研究水利工程自动化基础理论、水利工程自动化主体理论及水利工程自动化建设支撑理论等组成的理论体系,从而形成水利工程管理自动化建设的理论基础。

2、针对微机自动化控制系统功能分析

2.1 对水泵机组的监测控制

泵站中水泵机组作为重要的能源转换机电设备载体, 主要由同步电动机和水泵两大系统组成。在水泵机组开机时,微机自动化监控系统应首先打开防洪闸门, 实时启动清污机运行, 并动态检测同步电动机组励磁系统是否具有良好的运行工况。当自动化系统通过内部自动判断程序确定各类启动条件均满足预设参数要求时, 方能进入开机控制程序。水泵机组在正常启动后进入实际运行过程中, 微机自动检测系统就会进入实时检测动态控制程序, 通过相关传感器元件动态监测机组各机构元件的工况特性数据, 通过内部运算程序的动态分析判断,随机记录并实时调节,保证机组处于最优运行工况。系统在自动自检过程中,如发现系统故障时,会实时操作相应执行机构完成事故跳闸或报警动作。

2.2 对公用辅机系统的监测控制

油、气、水等公用辅机系统是水泵机组能够高效稳定运行的重要保证系统。微机自动监控系统会动态采集各类公用辅机系统的运行特性数据,如采集油系统的油压力、供油量、供油时间等, 当微机系统检测到油压降低到预设下限值时, 监测控制系统就会自动发出相应的控制信号,自动启动高压备用油泵完成自动加油工作;而当油压上升到预设的上限值时, 系统就会自动发出跳闸信号, 操作油泵系统的控制开关, 完成停止加油工作。同时, 在对油系统进行控制时,可以利用内部DSP数据处理单元动态记录所加的油量、加油时间等数据, 为工作人员对油系统运行性能分析提供准确的参考数据信息。同理,监控系统还可以对气、水等系统工作状态、压力等参数信息进行动态采集和实时判断, 保证所有公用辅机系统具有良好的运行工况。

2.3 对励磁系统的监测控制

微机监测控制系统上位机在机组启动和运行过程中, 可以实时显示和记录现地励磁装置晶闸管元件的运行参数。工作人员在上位机上可以按照调度要求, 设定任意闭环调节,以完成机组恒功率因素运行、恒电流运行、恒无功功率运行等运行工况状态的实时调节切换。在微机自动化监测控制系统中, 设置了中控与现地相互备用的综合调节方式, 当微机系统上位机出现故障时, 运行人员可以将执行权交由现地的励磁综合控制单位, 通过可视化人机互通触摸屏系统在现地通过键盘或触摸软电子按钮对励磁系统进行直接调节, 提高机组运行可靠性。当同步电动机在运行过程中出现“失步”、“励磁保护跳闸”、“励磁失控”、以及“励磁控制系统内部故障”时,微机监控系统不仅会通过上位监控系统以声光等报警信号提醒中控运行人员进行相应故障单元排查, 同时还会在现地触摸屏系统中进行显示报警,防止人员误操作事故的发生。

2.4 对保护系统的监测控制

微机自动化监测控制系统与水泵机组自动化保护装置相互搭配, 实现同步电机纵差、过流、低频率、零序差动、失磁、失步、低功率等跳闸保护。同时通过多种运行模式切换, 实现泵站主变、站用变、以及同步电动机间的灵活搭配完成以上多种保护功能。在对机组进行监测时,除计量水泵机组所消耗电量外, 还可以监测水泵机组上下导瓦、推力瓦、水导瓦等部件的温度、励磁特性参数、励磁系统运行工况等数据信息,并通过内部DSP数据处理单元,生产相应调节控制信号和保护命令, 保证水泵机组高效稳定的运行。微机自动化监测控制系统还具备智能预测判断功能, 系统内部程序可以利用历史运行数据、波形等参数信息,通过内部智能判断功能程序, 形成相应的故障预测决策, 便于工作人员及早发现系统运行内部存在的安全隐患, 有效提高机组运行可靠性。微机自动化监测控制系统还可以将所获得的实时数据信息通过通信交换机,利用信号远传通信通道,构筑区域泵站群的动态监测控制保护和远程调度系统,保证区域泵站群具有良好的运行工况。

2.5 泵站全局可视化监视

在微机自动化监测控制系统上位机可视化人机互通界面上, 设置了整个泵站的电气主接线、主变监视、水泵机组单元监视、开机判断闭锁流程图、停机判断闭锁流程图、油气水等公用辅机系统、闸门控制系统等层次重叠菜单画面。泵站运行管理人员只需通过鼠标直接选取上位机上各功能菜单选项, 就可以对整个泵站系统的运行工况状态和数据信息进行全方位的了解,便于其制定高效合理的运行调度计划。为了便于管理, 在微机自动化监测控制系统中为每个运行管理人员都设置了自己的密码, 只有在管理界面上输入正确的个人信息后, 方能通过监控系统对整个泵站系统进行管理。微机自动化监测控制系统中还设置了多层防护闭锁程序, 有效防止人为误操作事故发生, 保证整个系统高效稳定运行。

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2.1影响了水资源环境

蓝梦水库地处铁力市区东13km处,附近有2条河流经过,一是铁甲河,二是松花江分支,这两条河流的交汇处,正处于此处。在修建的过程中,必然要将将原有的河流截留处理,是水利工程项目施工的前提条件,但是一旦截留原有河流,就会影响下游生产生活中对水资源的正常使用,而且也会使河流及周边环境中的一些生物失去了生存的空间,严重的会影响很多动物的繁殖、洄游越冬等正常生理现象。因此,水利工程施工企业应当在施工前就科学地分析水利工程项目施工对生态环境、生物资源的破坏程度,避免对原有水资源环境造成过大的损害,同时,在施工中尽量有效地处理一些施工废水和生活污水的随意排放,防止对水质造成污染,影响下游对水资源的利用。

2.2影响了空气的洁净程度

蓝梦水库在修建过程中,为了开发资源的利用率,修建水库过程中,堤坝及建筑设备设施的施工,会动用土方的开挖、修建施工用的道路、引渠排水等施工均会产生粉尘、破坏附近的植被,这对部分水利工程项目在施工中会释放很多水泥、粉煤灰等粉尘污物,对居民生存环境空气造成严重的污染,一旦吸入肺内,就会损害肺部功能的正常发挥,时间长了将使施工专业技术人员和当地居民群众的身体健康受到不利的影响。因此,在水利工程项目施工中,施工企业应当注意严格约束和引导工作人员尽量减少对粉尘污物的随意排放,防止污染空气。

2.3影响了土地资源的合理利用

很多水利工程施工项目都会占用大量的土地,如果在施工中随意丢弃生产废物或者生活垃圾,或者随意堆放生产设备和施工材料,就会使土地资源造成严重的浪费,甚至出现淤塞河道或者水土流失情况,给施工现场的生态环境带来不利的影响。

2.4影响了噪音的有效防治

目前在很多水利工程项目施工现场,都会产生很大程度的噪音污染,由于很多施工企业为了缩短工期,作业机械设备经常会马不停蹄地运行,马达的轰鸣声就会给周边的居民带来很大程度的噪音,影响正常生活和身心健康。因此,在施工过程中,施工企业应当充分注意噪音对生态环境和居民生活的不良影响,尽量降低噪音的危害程度。

3解决生态环境影响的措施

3.1在施工中重点加强生态环境保护

蓝梦水库的修建,做为一项利民建筑工程,在保证建筑工程施工质量的同时,还要加强生态环境的保护工作。在建筑施工中,要坚持水利工程项目施工与生态环境有效治理同步进行,在施工规划设计中充分考虑水利工程项目对生态环境的破坏作用,在施工之前,对于施工计划的制定中,应当提前制定相关的环境污染预防措施,通过有效的解决方式以方法,避免或加强改进对环境的影响因素。在施工过程中,对于施工人员,还应当加强引导、约束,避免或尽最大限度的减少对环境造成污染。同时施工专业技术人员还应当积极主动地配合,在施工中要使施工与环境保护工作有机的结合起来,制定出科学合理的施工方案,同时还应当加强生态环境科学的合理利用,避免环境污染,减少生态破坏。

3.2实行生态环境保护动态监测

施工企业在水利施工中,要严格执行国家的生态环境监测指标,建立健全生态工程系统结构,落实生态环境保护责任,在施工计划与政策方针的指导下,对于生态工程施工中的水、土等资源进行严格的计划与使用,避免造成生态破坏。同时在施工中,还应当避免施工对环境造成污染,例如能源与废液的排放要注意环保,并且做好污水及废弃物的处理工作,要将生态环境保护纳入水利工程施工的每一道工序,深入把握施工项目的每一个细节,同时更新以及配备专用的生态环境监测设备设施,及时收集、梳理、分析监测数据信息,完善生态环境治理措施,增强施工过程中对生态环境监测的工作效率和工作质量,使施工现场和周边的生态环境得到科学、合理地保护。

3.3有效进行现场施工管理

很多水利工程施工项目都具有比较大的规模,例如,三峡水电站的建设、珠江三角洲发电厂的建设等,在这些大规模的建筑现场施工过程中,施工企业应当研究制定施工规划方案,尤其要注意在制定施工计划中要注意环境保护,尽量避免或杜绝对环境产生污染的施工,以及对生态破坏严重的方案,对于环境产生影响的施工,要及时的制定相应的整改方案或提出改进措施。现场监理人员要加强监督力度,促进施工现场的管理工作,有效地对专业技术人员现场施工环节进行科学管理,提高保护生态环境的自觉意识,控制好对废弃物、污水、垃圾的排放,控制好对施工材料和生产设备的随意堆放,同时注意有效控制噪音对生活环境的影响,加强对施工现场和周边环境土地、水流等资源的集约利用和有效控制,实现水流工程项目施工与生态环保保护齐抓共管、齐头并进,确保水利工程项目实现最大的经济效益、社会效益和生态效益。

3.4资源的循环利用

在施工过程中,对于各项资源,例如,水资源,可以循环使用的资源加强其利用率。即无论是在施工的初期,还是进行新型项目的施工,还是进行开沟挖渠,或者是进行地基基桩施工,对于各种资源的利用率,要尽可能的发挥其最大的效能价值,充分的利用各种材料与物品,可以实现在施工的过程中,最大限度的降低对生态环境的污染,由于资源的循环利用,避免了开发新资源造成的污染的同时,还降低了资源的使用率,在获得最大的经济价值的同时,也间接的创造了社会效益。

3.5加强环境保护

在水利工程施工的过程中,要加强对环境的保护,例如,进行施工时,可以通过适当时间的选择,来降低噪音对附近居民的影响,如在施工时,对于产生噪音较大的施工,可以利用白天的时间来进行施工,在城市生活的掩盖下,能够避免施工噪音的传播,尽量避免夜间施工引起的不利因素。在进行土地资源的使用上,要合理的进行利用,完善设计。

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前言

近年来,随着计算机技术和自动化技术的迅猛发展,各水利枢纽纷纷进行计算机综合自动化改造和建设。其原有的管理和运行模式已不能适应现代化水利枢纽管理和运行的需要, 急需提高管理水平,加强水利枢纽计算机信息建设管理,以提高水利行业生产力水平,管理水平和决策水平。

一、水利工程自动化控制应用

1 对水泵机组的监测控制

泵站中水泵机组作为重要的能源转换机电设备载体, 主要由同步电动机和水泵两大系统组成。在水泵机组开机时,微机自动化监控系统应首先打开防洪闸门, 实时启动清污机运行, 并动态检测同步电动机组励磁系统是否具有良好的运行工况。当自动化系统通过内部自动判断程序确定各类启动条件均满足预设参数要求时, 方能进入开机控制程序。水泵机组在正常启动后进入实际运行过程中, 微机自动检测系统就会进入实时检测动态控制程序, 通过相关传感器元件动态监测机组各机构元件的工况特性数据, 通过内部运算程序的动态分析判断,随机记录并实时调节,保证机组处于最优运行工况。系统在自动自检过程中,如发现系统故障时,会实时操作相应执行机构完成事故跳闸或报警动作。

2 对公用辅机系统的监测控制

油、气、水等公用辅机系统是水泵机组能够高效稳定运行的重要保证系统。微机自动监控系统会动态采集各类公用辅机系统的运行特性数据,如采集油系统的油压力、供油量、供油时间等, 当微机系统检测到油压降低到预设下限值时, 监测控制系统就会自动发出相应的控制信号,自动启动高压备用油泵完成自动加油工作;而当油压上升到预设的上限值时, 系统就会自动发出跳闸信号, 操作油泵系统的控制开关, 完成停止加油工作。同时, 在对油系统进行控制时,可以利用内部DSP数据处理单元动态记录所加的油量、加油时间等数据, 为工作人员对油系统运行性能分析提供准确的参考数据信息。同理,监控系统还可以对气、水等系统工作状态、压力等参数信息进行动态采集和实时判断, 保证所有公用辅机系统具有良好的运行工况。

3 对励磁系统的监测控制

微机监测控制系统上位机在机组启动和运行过程中, 可以实时显示和记录现地励磁装置晶闸管元件的运行参数。工作人员在上位机上可以按照调度要求, 设定任意闭环调节,以完成机组恒功率因素运行、恒电流运行、恒无功功率运行等运行工况状态的实时调节切换。在微机自动化监测控制系统中, 设置了中控与现地相互备用的综合调节方式, 当微机系统上位机出现故障时, 运行人员可以将执行权交由现地的励磁综合控制单位, 通过可视化人机互通触摸屏系统在现地通过键盘或触摸软电子按钮对励磁系统进行直接调节, 提高机组运行可靠性。当同步电动机在运行过程中出现“失步”、“励磁保护跳闸”、“励磁失控”、以及“励磁控制系统内部故障”时,微机监控系统不仅会通过上位监控系统以声光等报警信号提醒中控运行人员进行相应故障单元排查, 同时还会在现地触摸屏系统中进行显示报警,防止人员误操作事故的发生。

4 对保护系统的监测控制

微机自动化监测控制系统与水泵机组自动化保护装置相互搭配, 实现同步电机纵差、过流、低频率、零序差动、失磁、失步、低功率等跳闸保护。同时通过多种运行模式切换, 实现泵站主变、站用变、以及同步电动机间的灵活搭配完成以上多种保护功能。在对机组进行监测时,除计量水泵机组所消耗电量外, 还可以监测水泵机组上下导瓦、推力瓦、水导瓦等部件的温度、励磁特性参数、励磁系统运行工况等数据信息,并通过内部DSP数据处理单元,生产相应调节控制信号和保护命令, 保证水泵机组高效稳定的运行。微机自动化监测控制系统还具备智能预测判断功能, 系统内部程序可以利用历史运行数据、波形等参数信息,通过内部智能判断功能程序, 形成相应的故障预测决策, 便于工作人员及早发现系统运行内部存在的安全隐患, 有效提高机组运行可靠性。微机自动化监测控制系统还可以将所获得的实时数据信息通过通信交换机,利用信号远传通信通道,构筑区域泵站群的动态监测控制保护和远程调度系

统,保证区域泵站群具有良好的运行工况。

5 泵站全局可视化监视

在微机自动化监测控制系统上位机可视化人机互通界面上, 设置了整个泵站的电气主接线、主变监视、水泵机组单元监视、开机判断闭锁流程图、停机判断闭锁流程图、油气水等公用辅机系统、闸门控制系统等层次重叠菜单画面。泵站运行管理人员只需通过鼠标直接选取上位机上各功能菜单选项, 就可以对整个泵站系统的运行工况状态和数据信息进行全方位的了解,便于其制定高效合理的运行调度计划。为了便于管理, 在微机自动化监测控制系统中为每个运行管理人员都设置了自己的密码, 只有在管理界面上输入正确的个人信息后, 方能通过监控系统对整个泵站系统进行管理。微机自动化监测控制系统中还设置了多层防护闭锁程序, 有效防止人为误操作事故发生, 保证整个系统高效稳定运行。

二、水利工程的自动化控制管理

1 提高全社会对水利工程建设重大意义的认识。政府相关部门要加大宣传力度,让全社会充分了解水利工程信息化建设在信息社会背景下的重大意义。同时,加强对相关人员的教育和培训,让企业的管理人员和水利工作人员从信息社会的角度,进一步认识到实现水利工程

信息化的总要性和迫切性。

2 加快培养水利工程人才的建设。水利工程建设必须培养大量信息化人才。如何培养信息化人才就从两方面入手,一方面可以通过高等学校相关学科的教学改革,有针对性地进行课程设置,根据水利工程对不同层次人才的需求,建立不同的培养模式;另一方面企业应从自身的实际情况出发,根据水利工程人才的需求,通过各种途径积极推进员工的培训,加强对水利人员的信息化技术培训,加强信息技术人员的现代水利工程理论与知识培训,培养既能掌握现代化信息技术,又掌握基本知识。

3 加强信息系统安全建设,政府相关部门应该加强立法,加大对计算机犯罪的惩处力度,从法律层面保护信息系统的安全。企业必须克服“重建设轻安全、重技术轻管理、重使用轻维护”的思想,逐步建立以“检查与管理、保密与防护、检测与防治、测评与服务”为基本架构的安全管理和技术系统,通过管理和技术两种手段,使水利工程实施的企业信息系统的技术风险防范能力不断提高到一个新的水平。具体可以包括建立严格的系统加密措施、建立严格的数据存贮措施、制定完善的内部控制措施等。

4 将强软件系统的管理。当水利工程不再是孤立的系统,而与一个实时处理、高度自动化的系统,它与其他业务系统和外界连接,可以直接从其他系统读取数据,并进行一系列的加工、处理、存储和传输。水利工程的报告也可以采用电子联报方式进行实时报告,用户可以随时获取有用的水利工程的动态信息进行决策,才能提高工作效率,促进经济的发展。

结束语

水利自动化工程是指采用自动化控制技术和信息技术实现水利信息自动采集和水利设施自动控制的专项工程。计算机技术、电子技术和通讯技术的高速发展,给水利自动化的发展提供了良好的建设环境和技术支持,水利自动化系统已广泛应用于水文测报、洪水调度、大坝监测、水质监测等水利建设的各个方面,大幅提升了水利现代化管理水平,为水利工程建设质量和投资效益提高发挥了巨大的作用。

参考文献

[1] 贾艳.山西引黄工程全线自动化系统浅谈[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2011(01)

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1.2施工期间环境监理控制要点监理主坝及副坝的建设地理坐标与环评要求是否一致,主坝防渗体施工是否采用合理施工方式,另外是否按环评要求设置相应的防护措施。监理溢洪道、进水塔和导流洞的施工是否采用设计要求,相关设置是否符合环评及批复要求,对主坝两侧山脊的施工是否采取确实可行的生态保护措施。监理输水工程施工管线穿越的河流、公路、自然保护区是否采取确实可行的保护措施、水土流失防护措施。重点监理开挖场地的工程施工是否落实环评在生态环境保护方面的要求,等等。对水利水电项目涉及的动迁移民,要监理在造地过程中,是否采取有效的水土流失临时防护措施;监理是否按环评要求在新建住宅区建设污水处理设施,建立固体废弃物集中处理制度;是否按环评及批复要求设置后靠安置点、异地集中安置点、各乡镇安置点。在文物保护方面,监理项目施工期间对发现的文物是否按照国家或省级文物考古研究所制定的措施执行,对不同遗迹遗物,分别采取不同的发掘勘探措施等。施工期生态环境监理保护是整个环境监理工作的重中之重。在整个工程区域内设置环保警示标牌,加强施工人员环保宣传教育等生态保护的避免、减缓及恢复措施;严格按照设计文件确定征占土地范围,严格控制开挖施工作业面,并按设计规定的取土场、弃渣场进行取弃土作业;监理最小生态流量下泄保障措施的落实情况;监理野生动植物生态环境保护措施落实情况;监理各级自然保护区、资源保护区等减缓环境影响的生态保护措施。

2水利水电工程环境监理管理模式

一些大中型水利水电工程具有与其它工程不同的特点,它对生态环境的影响范围和影响程度是一般工程所无法比拟的,如我国先前建设的三峡工程、小浪底工程、龙滩水电站工程等对长江流域、黄河流域和红水河流域都有巨大的环境影响,因此针对其他在建或拟建的水利水电项目,必须高度重视施工期和运营期的环境保护和环境监理工作。

2.1施工期环境监理管理模式施工区环境监理主要负责监督施工区各承包商和业主的环境保护工作,移民环境监理则主要负责移民工程所涉及的所有环境保护工作.同时,这两部分监理工作又统一受工程主管部门委托和监督并对其负责。施工区环境监理的工作性质要求监理工程师必须定期到施工区现场对承包商的环境保护工作进行巡视监督,发现环境污染问题要通知承包商环境管理员限期处理。同时,对要求限期处理的环境问题,按期进行检查验收。结合施工区工程实施特点,水利水电项目施工区环境监理采用了以下几种工作方法:①进行日常的旁站式或巡视监理,及时发现环境隐患,必要时请相关部门进行环境监测;②现场环境问题查询访问,发现有环境污染问题及时纠正;③每月召开环境例会,与甲方、施工方以及各标承包商进行交流协商,及时发现和纠正施工过程中发生的环境问题,上报环保主管部门和业主。

2.2解决好环境监理和工程监理的关系在水利水电项目实际监理过程中,工程监理和环境监理关注的问题存在不少交叉点和共同关注点,因此我们还要解决好环境监理和工程监理的关系。因为相对于水利水电项目非常专业的工程监理来说,环境监理是工程监理的组成部分,但又具有相对的独立性。尤其在当前建设生态文明的大环境下,环境监理独立负责监督检查工程是否按照环境保护的规定实施,在有违反环境保护情况或出现环境重大问题时要报告给建设单位和环保主管部门,并提出环保可行的解决方案。另外,工程监理工程师若发现环境方面的问题,也可责令环境监理进行检查监督。

3水利水电项目环境监理的基本原则

3.1早期介入原则鉴于水利水电工程项目的生态环保要求的严肃性和重要性,监理机构必应尽早进入并参与环保设计审查,不仅审核环境影响报告书中环境保护措施是否全面落实,确保工程严格执行环境保护“三同时”制度,还可根据自身经验结合工程的特性提出相应的实践性建议,大大提高环境监理的作用和有效性。只要能及早的开展环境监理工作,环境监理公司就可以尽快参与到建设单位的设计审查中。在涉及到环境保护的部分,环境监理将帮助建设单位检查工程设计中涉及到环境保护的部分,并有效的避免有可能出现的问题。与此同时,环境监理单位可以采取更加专业的方式协助建设单位工作,与涉及到的各单位及部门进行有效的沟通,这样就进一步增强了工程设计在环境保护方面的可靠性,为将来环境保护措施的落实奠定了良好的基础。有少数建设项目,由于未引入环境监理,致使项目本身设计和前期施工就存在严重的环境保护缺陷,最后导致建设项目没能满足环境影响评价及其批复中的要求,导致验收无法进行,继而不得不花费大量的时间来弥补以前的不足之处,有的进行补充环境影响评价,有的甚至重新进行环评,也有的甚至造成了相当大的经济损失。

3.2全过程监理环境监理一般贯穿于工程设计、施工期、试运营期,尤其鉴于水利水电项目工程组成和建设的特殊性,真正实现全过程监理意义重大。如设计期,首先要确定水利水电项目的环保主要目的,明确项目环保工作总需求、确定要达到的环境目标和管理原则。环境监理部门可以协助业主及设计单位开展环保设计需求调研、完成调研报告;根据调研报告,协助编制或评审项目建议书;组织潜在的承包商开展环保技术交流;可以参与评审“项目可研报告”,为项目的环保理念从设计阶段就做到预防为主,避免后期对生态环保措施作不必要的调整,甚至是返工。在施工阶段,正是环境监理工作全面铺开的阶段,根据环境监理招投标文件、监理合同等编制项目环境监理计划和工作细则,明确本项目控制的环保目标、进度和费用的目标;针对项目可能涉及的生态和环保问题确定环境监理控制重点,在不同建设阶段有针对性的开展环境监理检查,发现问题及时督促纠正或采取其他的补救措施,为项目验收打好基础。在水电项目的试运营,也就是开始蓄水期,生态环保问题逐渐呈现出来,如涉及生态恢复补偿、上游污染物源清理、水质监测、淹没区环保问题等等,这个阶段更需要监理单位从实际出发,按照环评和环评批复要求逐项落实各项污染防治措施和生态保护措施落到实处,并要求善于发现新问题,解决新问题,为工程最终顺利通过环保验收奠定坚实基础。

3.3全范围监理水利水电项目涉及地域空间范围较大,工程流域范围广、淹没占地面积大,陆域上游涉及汇水区居民、农田、山地、矿山、水域等各类环境现状,下游涉及泄洪河道、两岸流域等自然环境,整个区域环境影响较大,范围较广,涉及动植物栖息、人类生存、地质土壤变化等一系列环境污染预防及生态恢复问题。在以上环境监理范围内,主要环境问题如下:水生、陆生生态保护及生态恢复问题;导流洞的最小下泄流量问题;地质和土壤保护问题;取弃土场的选址及对周围环境影响问题;库区清理、受污染土壤和河道低泥清理问题;上游污染企业的环保治理问题;水库下游影响河段的生态保护问题;移民安置、人群健康问题;文物及景观的保护和挖掘问题;输水管线穿越自然保护区问题;对项目建设存在环境风险影响的问题,等等。因此该类工程建设应该本着环保先行、预防为主的思想,全范围进行环境监理。

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RS(遥感技术)是指从远距离高空及外层空间的各种平台上利用光学或者电子光学(称为遥感器或波探测仪器)通过接收地面反射或接收的电磁波信号,并以图象胶片或数据磁带形式记录下来,传送到地面,经过信息处理、判读分析与野外实地验证,最终服务与资源勘测、环境动态监测与有关部门的规划决策。是过摄影或扫描、信息响应、传输和处理,研究地面物体的形状、大小、位置及其与环境的相关关系等宏观规律的现代科学技术。广泛应用与农业、林业、地质、地理、海洋、水文、气象、环境监测、地球资源勘探及军事侦察等各个领域,70年代开始用于水利。

GIS(地理信息系统)是近年发展起来的一种在计算机软硬件技术支持下对信息进行采集、存贮、查询、综合分析和输出,并为用户提供决策支持的综合性技术的空间信息管理信息计算机系统,是分析与处理海量地理数据等地理环境有关问题的通用技术。广泛应用于资源调查、环境评估、区域发展规划、公共实施管理、交通安全等领域。目前在水利方面发挥越来越重要的作用。

GPS是一种可以定时与测距的空间交汇的导航系统,通过接收卫星信息来给出(记录)地球上任意地点的三维坐标以及载体的运行速度,同时它还可给出准确的时间信息,具有记录地物属性的功能。因其提供全天候实时、高精度三维位置、速度及精密的时间信息,已经被广泛应用于陆地、海洋、空间与航天领域各类军用与民用目标的定位、导航与精密测量,尤其在大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航与管理、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘测、地球动力学等应用更加广泛,90年代后始应用与水利行业。

RS是数据获取与更新基础;坐标定位、局部监测是GPS的主要功能;数据存储、管理、分析、可视化是GIS的基本功能;计算机技术是3S技术的根基;网络是3S的翅膀;水利应用科学技术是3S发展的动力。3S技术在水利行业中广泛地应用于调查、监测、管理、评估等方面。具体地应用在水资源调查、水环境评估、防洪防汛、水土保持、河口演变、水利工程选址、水库移民等方面的工作。

四.水利应用:

3S技术就像一座多功能水库,对信息起着集中、调节和净化的作用,它兼容并蓄各种来源的信息,按地理空间坐标进行数据管理、查询和检索,通过地学分析、空间分析、相关分析、模拟和预测等手段进行科学加工与决策,提供多层次和多功能的信息服务。因此3S技术在水利信息化也就是水利现代化中起着并将继续起着至关重要的作用。3S技术主要应用在以下一些方面:

1.在防洪减灾中的应用:

(1)

数据采集与提取在雨情、水情、工情、险情与灾情等方面应用

(2)

数据与信息的储存、管理与分析方面,即防洪、减少、救灾的信息管理系统。

(3)

防汛决策支持方面如灾情评估、避险迁安、抢险救灾路线、气象卫星降雨定量预测等。

2.在水资源生态环境管理中应用:

“3S”技术在解决水资源与生态环境调查、动态监测水资源、生态环境变化、管理水资源与生态环境数据重要作用,RS可以提供动态更新数据源,GIS提供空间数据库管理、分析、应用的工具,GPS提供水利实施等空间定位基础。

3.在水土保持中应用:

RS为壤侵蚀调查提供信息源,GIS分析土壤侵蚀因子,进行评价侵蚀

类型、程度及侵蚀量估算

4.在河道、河口、河势动态监测中应用:

对泥沙淤积、泥沙分布几河道、河口、河势动态监测。

5.在水库库容与湖泊动态变化监测:

对湖泊面积容量变化及泥沙含量等监测。

6.水环境监测、评价与管理:

水质监测、水环境信息管理、水环境遥感监测。

7.旱情监测、灌溉面积监测与规:

旱情预报、动态监测几抗旱决策支持,有效灌溉面积与实际灌溉面积监测及灌区规划与动态管理。

8. 水利水电工程建设和管理

3S是水利水电工程选址、规划、乃至设计、施工管理中十分重要的工具,例如移民安置地环境容量调查、调水工程选线及环境影响评价、梯级开发的淹没调查、水库高水位运行的淹没调查、大中型水利工程的环境影响评价、防洪规划、大型水利水电工程抗震安全、河道管理、大型水利水电工程物科贮运管理、蓄滞洪区规划与建设等等。

9.灾情评估,主要包括以下几方面的内容:

灾前评估:可能造成的经济损失;可能的受灾人口(涉及社会因素);迁安能力(人数、道路、车辆调度);重点保护区(交通大动脉、重要工业基地、军事要地);抢险物资储运。灾中评估:确定灾情及发展趋势;救灾物数量与运输路线;为后继洪水调度方案决策提供依据;迁安人员的安置;灾后重建的准备。灾后评估:上报损失的核实;为防洪规划提供信息;为灾后重建提供方案。 前景展望: 在以信息化带动水利现代化的战略方针指导下,3S在水利行业的应用将“无孔不入”,而且迅速地占领管理和决策层面,并且势必作为基础技术支撑,进入数字流域或数字水利的框架。而且在水利行业开始应用的主要有以下几个趋势:

1、网络化

WebGIS可用于除了一般数据外的特殊数据类型,尤其是矢量数据的处理,以网络浏览器为应用工作平台,在客户端可以实现对矢量数据的操作,可以在多个客户端实现原来在本机上才能实现的功能,并可通过网络远程调用和发布各类数据、图形、图像。

2、集成化

水利信息化进程中的3S技术在实际应用中不仅要通过数据接口将RS、GIS、GPS严格地、紧密地、系统地集合起来,使其成为一个更具有应用价值的大系统,往往还要跟其他的诸如MIS或OA等系统紧密结合,方可满足需求。因此, 3S技术与外部系统无缝集成是必然的发展趋势。

3、以数学模型和决策分析为支撑

对于水利工作者来说,仅对图形进行简单的浏览、查询是没有太大意义的。如何要让3S在水利行业发挥出更大的作用,就要利用3S软件特有的专业分析功能。水利行业要求3S系统平台提供专业的分析算法和专业模型,以便对各种水利数据进行深层次的分析,使系统具有辅助决策支持功能,为有关部门提供科学的计算结果和决策依据。

4、实时三维和虚拟现实技术

水利上很多问题是时间序列问题、动态监测及过程问题。因此,加上时间维的3S技术应用需求很广。三维尤其是实时的三维3S系统为各种水利信息提供了更为直观的表现方式。在调水线路沿线贯穿飞行、城市及蓄滞区洪水演进、水利工程布置、大坝及堤防等工情信息的表达、地面与地下结合的地质构造描述、水流流动的三维表现、厂房或结构内部的描述、库区的描述、宏观地形地貌表现、通视性分析等等方面使用得特别多或者是特别有前景,而且它也是虚拟或仿真的基础。

5、标准化

标准化就是要做到可移植性,互操作性,可收缩性,通用环境。其内容包括数据,数据交换,数据库转换,图形,软件,硬件等方面及地理,算法,解译与行业等方面的标准内容。

6、组件式GIS(ComGIS)

GIS软件的技术体系经历了GIS模块、集成式GIS和模块式GIS这三个阶段后,已发展到了组建式GIS阶段,即基于组件平台,以一组具有某种标准通信接口实现交互,甚至是跨计算机交互。ComGIS使软件的可配置性、可扩展性和开放性更强,使用更灵活,更便于二次开发,特别有利于应用系统集成和拓展。

六.结论:

“3S”是遥感技术RS、地理信息技术GIS、以及全球定位技术GPS的统称。“3S” 技术在水利行业中广泛地应用于水资源调查、生态环境管理、旱情监测、灌溉面积监测与规划、水环境评估、防洪减灾、水土保持、河口与河道及河势演变动态监测、水利工程选址、水库库容与湖泊动态变化监测、水库移民等方面的工作。随着计算机技术的飞速发展,“3S”水利应用越来越广泛和深入,将来的发展方向一定是具有海量数据存储功能、网络功能、地理信息建模功能和无线通讯功能的3S集成系统。

总之,要在水利行业更好地应用和发展3S技术,必须在进一步加强标准化、规范化的基础上,大力开展基础数据库的建设、尤其是富有水利行业特色的数据库,如蓄滞洪区空间展布式社会经济数据库、雨情和水情数据库、水旱灾情数据库等等。此外还要加快提高3S技术的应用水平,充分发挥3S现有的和潜在的功能,并且与网络计算机等高新技术以及水利行业本身的技术紧密地结合在一起。为水利信息化和现代化作出它应有的贡献。以下是实例应用:

参考书目: 《水利概论》 《水工概论》

《中国地理信息系统的现状及特点》 地理信息科学 2000

《当代GIS 的若干理论与技术》

武汉科技大学出版社

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1水利水电工程环境监理的概述

1.1产生背景

从上个世纪八十年代以来,全国范围内迎来了水利水电建设的高潮,各地区、各类型的水电站和饮水工程开始陆续动工,但是在施工建设是时往往忽略了生态环境的保护工作。伴随我国可持续发展理念的不断深化,环境保护已经成了我国的一项基本国策,在建筑行业的不断发展中,环境监理也取得了一些良好的效果。因此,随着水利水电工程的不断建设,引进环境监理机制势在必行。水利水电工程环境监理随之产生,其不仅可以提供先进的环境保护技术及机制,还可以很好的控制施工阶段的环境污染和生态破坏,并制约着承包商与业主的行为,成为他们之间联系的关键纽带。

1.2主要作用

工程监理是一个广泛的过程,作为工程监理的重要组成部分,环境监理具有自己的独立性。其主要作用就是对监督检查施工的过程是否按照相关的环境保护文件进行实施,在发现了违反规定造成环境重大问题事件的时候要及时向工程监理进行反映,需由总工程监理师进行修改意见签署,在问题完全解决后才可以进行继续施工。工程建设过程中,环境的投入对于承包商来说是一种“负效应”,投入和应力成反比,投入越多盈利越少。环境监理既是一个独立的个体,又是承包商和业主之间的一个纽带,一方面,环境监理监督承包方环境保护工作而形成的一种工作关系,另一方面,环境监理是受业主委托对工程环境进行保护而形成的一种委托合同关系。环境保护工作的效益主要体现在两个方面,一个是社会效益,一个是环境效益。为确保环境保护工作的的顺利开展,需要对加强对环境保护工作的管理和监理力度。

2水利水电工程环境保护监理的工作内容

2.1大气污染监理

大气污染的所产生的危害已经严重的威胁到了人类的身体健康,不仅在我国引起了高度重视,世界各国也十分看重大气污染问题。因此,在水利水电施工过程中,要特别重视对污染物的处理方式。施工方对所产生的废气和粉尘要严格按照国家准许的排放标准,对一些石料、水泥等等进行有效的防尘处理,防治粉尘进入大气层造成污染,同时监理方也要加强对大气污染的有效监管。

2.2噪声污染监理

环境污染问题中造成污染不容小觑,近些年了造成污染的危害越来越明显。因此在水利水电工程施工过程中,监理方要加强对施工过程中所产生的噪音或震动的管理,督促施工方采用降噪工艺或者降噪设备,将噪声危害尽可能的降低,达到国家的相关要求规定。并且监理方还要进行不定期的抽查,一旦发现不符合要求的降噪工作,就要按照相关处罚规定进行严肃的处理。

2.3固体废弃物监理

固体废弃物是水利水电工程施工中不可避免的,在施工过程中,要按照我国《固体废弃物污染环境防治法》进行固体废弃物的运送和随丢弃。并且对于固体废弃物还要进行科学的分类,不能盲目的进行统一处理,避免造成不必要的环境污染。

2.4生态保护监理

环境污染问题的不断加重,使人们充分的意识到了生态环境对人类的重要性,加强了对生态问题的关注程度。在水利水电工程施工中,要加强对生态保护的重视,提高野生动植物的保护意识。在可行性研究阶段和施工践行过程中,要尽可能的避免对生态环境的破坏,如果确实无法避免,也要想方设法将危害降到最低。这部分内容是监理监督的重中之重,如果发现一些施工企业没有按要求进行生态保护,监理部门就可以采取相关措施进行严惩。

2.5水污染监理

水是生命之源,不仅人类的生存需要水,动植物的生存同样也离不开水,一旦水资源遭到了严重的污染破坏,将会影响一些生命的正常生长。在工程建设的过程中,要对污水和生活废水进行严格的处理,避免对工程周边的水域造成污染,监理方要加强这方面的监管,严格控制生产、生活污水的排放。

3水利水电工程施工期间环境监理的实施

3.1取料场及周边生态环境

环境监理在对施工取料场和周边环境进行监督检查的时候应该从以下几个方面入手:砂料的加工对下游的水质特别是污染指标悬浮物有较大的影响,在排方前首先要通过沉砂池进行废水澄清,在有土地利用的条件下做到废水——一级沉砂池——二级沉砂池——澄清池——废水回用,对全部的废水进行循环再利用。取砂时不能以破坏周边生态环境为代价,在进行取土的时候应该事先将0.3m以上的表土剥离,在取土完成以后进行填平并种植树木。并且在取土完成后还可能造成水土流失和滑坡现象的出现,因此要注重取土场周围环境的保护,避免纸杯遭到破坏。

3.2库岸及周边生态环境

在施工过程中,环境监理要加强对施工单位和施工人员监管,严格控制乱采滥挖和施工弃渣随意堆存占地的情况,控制施工过程中对制备的破坏,加强对施工后期迹地整理和恢复情况的监督。对汽车运输所产生的扬尘进行技术的洒水降尘,各种燃油机械所排放的废气和烟尘、砂石料在加工过程中所产生的粉尘等进行有效的环保措施,一旦发生问题第一时间进行解决。

3.3河流及周边生态环境

施工过程中砂石料的筛分冲洗、混凝土的搅拌浇筑、车辆的维修信息等各个环节所产生的废水、废渣等排放就会对水利水电工程施工周边的河流和生态环境产生不利的影响。环境监理工作展开的时候,应该对施工现场周边的河流和生态环境进行定期或者不定期的检查监督,指导施工单位进行及时的沉淀物清除。严格按照相关规定进行建立控制们对于那些未达标或者没经过处理就直接将废水进行排放的施工单位,要及时下达命令进行整改。并且以环境管理规定为依据,对施工区域的生活污水和生活垃圾进行科学处理,对于污染过于严重的,要进行查处和警告。

3.4移民安置区及周边生态环境

移民问题是水利水电建设过程中经常遇到的一个问题,环境监理单位要加强对移民安置区域周边生态环境的监督检查,监督检查施工单位对移民安置区环境保护工程和环境保护措施的落实情况。加强对移民安置区污水、化粪池、固体废弃物的收集和处理的监管,避免水土流失情况的发生。另外还要注意一些因为人为或者非人为情况引起的比如毁林开荒、废水废物污染、水土流失等情况的出现。

3.5施工迹地生态环境恢复

在水利水电工程施工的后期要加强对施工场地的恢复,特别是对植被的恢复,主要包括边坡、平地、景观、取料地的恢复。例如在对取料场地进行恢复的时候,环境监理要对施工单位的取土场底部的平整和边坡的整护上进行重点监督,事先剥离0.3m以上具有一定土壤肥力的表土进行回填,之后恢复植被的栽种。

4结束语

总之,水利水电工程的建设是经济发展和社会进步的必然产物,但在工程建设过程中对环境问题的忽视就会给人类的生存和发展带来巨大的影响。因此对水利水电建设中可能会产生的环境影响相关门要予以高度的重视,减少和避免工程建设中的环境污染和生态破坏,这也是水利水电工程未来能够顺利发展的必然条件。

参考文献:

[1]季耀波.浅谈水利水电工程施工期环境监理重点[J].大坝与安全,2011,(2):48-51.

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对于水利工程而言,建设是基础,管理是关键,使用是目的。“三分建,七分管”,工程管理的好坏,直接影响到水利工程的效益发挥以及工程的正常运行。在管理体系上,实行从中央到地方分级负责的管理体制,并分为水行政主管部门及业务管理部门两个体系。在法规建设方面,先后颁布了《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防汛条例》、《中华人民共和国河道管理条例》及《水库大坝安全管理条例》等水利工程管理的根本法规,并制订了相应的配套法规,如防洪标准》、《混凝土大坝安全监测技术规范》、《土石坝安全监测技术规范》、《水闸安全鉴定规定》、《《水库大坝安全鉴定办法》、《水库大坝注册登记办法》、《水库大坝安全评价导则》以及《水利建设项目经济评价规范》等几十种法规和技术标准。在上述法规的规范和指导下,使水利工程管理逐步走上法制化、规范化、科学化及现代化的轨道。抓好水利工程管理,确保水利工程安全是保证水利工程正常运行、扩大再生产的关键。水利工程管理的好坏,直接关系到水利工程质量。

2 管理中存在的主要问题

2.1水利工程管理手段落后,技术水平低,影响工程建设及其效益的发挥

在管理“软件”上,无论是水利工程安全管理,还是除险加固安排与资金投入都需要对工程做出安全风险分析和评估。例如,大量的水利工程年久失修,不少病险工程没能得到及时除险加固。在管理手段和技术方面,就水利工程安全监测(控)而言,目前的监测(控)覆盖范围及水平与我国水利工程安全和调度运行要求还很不相称,我国至今还没有一个关于工程安全监测和评价的国家级水利工程管理信息系统。

2.2由于监管力度不够,已建部分工程设计标准偏低,工程质量有待提高,不能满足防洪兴利需要

近几年一些大江大河的堤防工程普遍存在堤顶高程不足、堤身断面单薄、堤基渗涌严重等问题。以长江为例,98年洪水期间,仅中下游干堤就出现险情六千多处,高水位时,每天险情300余处。洪水灾害所造成的损失极其严重,据统计,1993-1998年,全国洪灾造成的直接经挤损失高达1万亿元。我国已建各类水库大坝八万六七多座,病险水库占40%左右。这些病险水库有的降低水位,甚至空库运行,严重影响其效益的发挥;有的带病运行,对下游人民的生命财产构成严重威胁,一旦失事,将会造成惨重损失。

我国城市建设发展很快,现代化大都市的污水排放及处理是必须解决的环保问题,尤其是工业化大都市。目前的水利工程建设落后于形势需要,有些大江大河至今仍无控制性水库工程,缺乏对洪水的调控手段,致使防洪处于被动局面。北方的干旱缺水严重影响人民生话和国民经济发展及生态环境,中央提出的西部大开发战略也必须要有足够水资源作保证。我国修建了不少地面水库,可对资源丰富的地下水库的利用却研究的不多。我国在解决北方、西部的干旱缺水和生态恶化问题时,应结合地下水库的利用采取综台治理措施。

3 水利工程建设采取的技术措施

3.1崩岸预报及处理措施

崩岸形成的地质资料及河流地质作用分析、崩岸变形破坏机理分析、崩岸稳定性分析及评价研究、崩岸监测研究及预报技术研究、崩岸防治及施工技术研究、崩岸预警抢险应急技术及决策支持系统研究。

3.2深覆盖层堤坝地基渗流控制技术

完善防渗体系、防渗效果检测技术,分析超深、超薄防渗墙防渗机理,开发质优价廉的新型防渗土工合成材料,开发适应大变形的高抗渗塑性混凝土。

3.3水利工程老化病害机理分析

水利工程老化病害机理、堤防隐患探测技术与关键设备、病险堤坝安全评价与除险加固决策系统、堤坝渗流控制和加固关键技术、长效减压技术、堤坝防渗加固技术,已有堤坝防渗加固技术的完善与规范化。

3.4水利工程监测技术

高精度、耐久、强抗干扰的小量程钢弦式孔隙水压力计,智能型分布式自动化监测系统,水利工程中的光导纤维监测技术,大型水利工程泄水建筑物长期动态观测及数据分析评价方法研究,网络技术在水利工程监测系统中的应用,大坝工作与安全性态评价专家系统,堤防安全监测技术,水利工程工情与水情自动监测系统,及高坝及超高坝的关键技术:设计参数的分析,强度、变形及稳定计算分析,高速及超高速水力学研究。

3.5高边坡技术研究

高边坡工程力学模型破坏机理和岩石力学参数研究,高边坡研究中的岩石水力学研究,高边坡稳定分析及评价技术,高边坡加固技术及施工工艺研究,高边坡监测技术研究,以及高边坡反馈设计理论和方法研究。

3.6碾压混凝土筑坝技术

对于碾压混凝土坝,涉及结构设计的改进、材料配比的研究、施工方法的改进、温控方法及施工质量控制;做好面板胶结堆石坝,集料级配及掺入料配台比的试验。做好胶结堆石料的耐久性、坝体可能的破坏形态及安全准则、坝体及其材料的动力特性、高坝坝体变形特性及对上游防渗体系的影响做好认真分析。另外水利工程抗震技术,工程地震反应及安全监测,震害调查,抗震设计,以及抗震加固技术应用。

3.7地下工程

地下洞室围岩加固机理及效应研究,大型地下洞室群监测技术研究,隧洞盾构施工关键技术研究,岩爆的监测、预报及防治技术以及围岩大变形支护材料和控制技术。复杂地质环境下大型地下洞室群岩体地质模型的建立及地质超前预报方法,不均匀岩体围岩稳定力学模型及岩体力学作用研究,围岩结构关系研究,岩石力学参数确定及分析研究,强度及稳定性准则研究,应力场与渗流场的耦台研究,大型地下洞室群工程模型研究,洞室群布置优化,洞口边坡与洞室相互影响及其稳定性和变形破坏规律研究,地下洞室群施工顺序、施工技术优化。

3.8建立健全管理机构

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1、宏观调控

水土保持的历史遗留问题是对水土保持的监管不力造成的,同时存在对水土保持的监测方面存在极大的不科学性,利用现代科技可以为水土保持提供强大的技术力量支持,通过评判指标体系的建立,能够为注重生态建设提供更多的总体规划。分析其中的原因,水土保持政策的调整有利于进一步优化体制内部存在的障碍,从宏观方面能够把握水土保持的重要区域不流失。另外,财政计划的实施能够为水土保持规划出资金动向,多方位的资金支付和信贷额度的使用,以及社会投资保险金的使用都可以为水土保持的生态建设提供强大的资金链,以此确保水土生态的总体达标,对于农、林、水利各部门的协同管理制定了统一规范标准。

2、技术保障

科技手段的投入是水土生态建设的必须手段之一,通过有效的管理,使科技的力量能够发挥到极致,采取生态工程的启动,利用耕作技术的广泛传播,对于植被的有效保护,参与土壤抗结块的科技改良和对蓄水保土、控制水土流失以提高土地单位面积的使用率。同时增加技术培训,积极组织政府引导的社会办学力量参与水土课程的培训,通过引进优良树种,建立统一的市场供销体系平台来完善水土保持生态建设的技术体系。

3、组织建设

引导社会力量积极参与水土保持的生态建设,充分调动社会团体的参与性,对于项目建设的开工要引进投诉机制,对于影响生态体系的建设项目随时处于监测的动态体系中,这不仅仅是要求企业严格施工,更重要的是能够尽早的发现问题,确定水土的流失现状,在第一时间控制住水土的流失,对于组织建设的单位和部门,需要适当的改革现有体制,去除个人判断的风险,采取科学化的组织。

二、完善重点工程建设管理体系

大型工程对于水土保持起到非常重要的作用,重点施工项目直接关系到水土保持体系的稳定性,在较大范围内能够促进生态环境的稳定是较大工程的主要任务,对于生态修复也起到很大的作用。由此可以由水行政部门参与组建重点工程项目水土保持监测小组,对于样板工程和示范工程都将列入监测的体系,加强监控。根绝区域内特点,按照城市中心为中心点,以公路主干道作为辐射带,同时兼顾较大流域河流沿岸的情况建立起实时监控体系。

按照生态基础建设的要求,要求保障河流两岸的基本饮水的洁净,保障公路主干道两侧不受大型企业施工的污染,保障主干道分道区域内不存在水土流失的不可控的局面,在水土保持河流流域内建成生态循环利用系统,加大优良牲畜和高效林场、草场的基本建设,建设成优良的基础畜牧业发展区域。

其次可按城区边缘分布带建成城郊多功能生态农业园,尽早完成现代化农业生产基本要素的建设,为农业的科学化管理提供基本空间保障,使得农业生态园成为水土保持生态建设中的重要力量。

沿山地分布的生态基础带,需要尽早的实现退耕还林,以综合治理为手段,加强预防保护,实施生态修复,加大旅游区的改造力度,抓好旅游带的生态水土控制,加强各个园区的协调发展,使得工业园、农业园、畜牧带以及旅游综合配套改革去形成共同发展机制。以此由点及线,及面的带动全区域内的辐射发展。开发最佳模式,根据流域内的具体情况,加强就地治理,因地制宜,使区域内的小片区形成自身的发展特色,力争水土保持的重点工程都符合上述的发展利益,总体来看,研究治理重点工程造成水土流失问题是个比较复杂的问题,需要在加大投入的基础上不断研究新方式解决水土的流失问题,不但能够确保重点工程的质量,同时能为区域内的生态建设作出贡献。

重点工程在增加监管的同时,要确立工程建设的管理制度符合生态建设,推广实行工程建设监理制,劳资工程,在投招标工程中,严格按照竞争机制健全工程竞标,按照地方配套资金的合理使用确保重点工程建设管理体制的有效运行。在立项和监管等方面进行全方位的管理,切实有效的规划利用现有土地采取集约式的生产方式。具体到实处,要完善和落实地方配套资金落实不到的情况,对于监管比较薄弱的环节要重点防治,明确总体城区规划的要点,按照重点工程的具体布局搞好项目储备报备工作,严格按照验收的环节检查验收,发现问题及时解决以免延误工期和造成不当的水土流失,在创新工程中要建立生态管理机制,同时调动广大群众参与治理,巩固工程治理成果,明晰产权,责任到户,强化管护,治理一片、见效一片,实现工程建设区水土资源的可持续利用和生态环境的可持续维护。

三、科学创新体制的建立

继续加大宣传力度,强化水土保持意识。今年是完成全国统一部署的水土保持基本国策宣传教育三年行动计划的关键一年,要采取多种形式宣传水土保持,不断提高全社会水土保持意识,在各类工程建设项目过程中,充分考虑水土资源和生态环境的承载能力,做到水土保持生态建设优先,重视人与自然的和谐。

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第三条水土保持生态环境监测工作的任务是通过建立全国水土保持生态环境监测站网,对全国水土流失和水土保持状况实施监测,为实现为国家制定水土保持环境政策和宏观决策提供科学依据,为实现国民经济和社会的可持续发展服务。

第四条水土保持生态环境监测工作实行统一管理,分级负责的原则。水利部统一管理全国的水土保持生态环境监测工作,负责制订有关规章、规程和技术标准,组织全国水土保持生态环境监测、国内外技术合作与交流,全国水土保持公告。

水利部各流域机构在授权范围内管理水土保持生态环境监测工作。

县级以上水行政主管部门或地方政府设立的水土保持机构、以及经授权的水土保持监督管理机构,对辖区内的水土保持生态环境监测实施管理。

第五条水土保持生态环境监测工作按水利部制定的技术规范和标准进行

第六条省级以上水土保持生态环境监测管理机构编制水土保持生态环境监测规划,作为水。土保持生态环境建设规划的重要组成部分,经同级人民政府批准后组织实施。对水土保持生态环境监测规划进行修订的,须经原批准机关审查同意。

第七条在水土保持生态环境监测工作中成绩显著的单位和个人,由水土保持生态环境监测管理机构或报请同级人民政府给予奖励

第二章监测站网的建设与资质管理

第八条在水土保持生态环境监测规划的指导下,按基本建设程序建设全国水土保持生态环境监测站网,其运行实行分级负责制。

第九条全国水土保持生态环境监测站网由以下四级监测机构组成:一级为水利部水土保持生态环境监测中心,二级为大江大河(长江、黄河、海河、淮河、珠江、松花江及辽河、太湖等)流域水土保持生态环境监测中心站,三级为省级水土保持生态环境监测总站,四级为省级重点防治区监测分站。

省级重点防治区监测分站,根据全国及省级水土保持生态环境监测规划,设立相应监测点。具体布设应结合目前水土保持科研所(站、点)及水文站点的布设情况建设,避免重复。部分监测项目可委托相关站进行监测。

国家负责一、二级监测机构的建设和管理,省(自治区、直辖市)负责三、四级及监测点的建设和管理。按水土保持生态环境监测规划建设的监测站点不得随意变更,确需调整的须经规划批准机关的审查同意。

第十条有水土流失防治任务的开发建设项目,建设和管理单位应设立专项监测点对水土流失状况进行监测,并定期向项目所在地县级监测管理机构报告监测成果。

第十一条下级监测机构应接受上级监测机构的业务指导。

第十二条水土保持生态环境监测工作,须由具有水土保持生态环境监测资格证书的单位承担。

水土保持生态环境监测资格证书管理办法由水利部另行制定。

第十三条从事水土保持生态环境监测的专业技术人员须经专门技术培训,考试合格,取得水利部颁发的水土保持生态环境监测岗位证书,方可持证上岗。

第三章监测机构职责

第十四条省级以上水土保持生态环境监测机构的主要职责:编制水土保持生态环境监测规划和实施计划,建立水土保持生态环境监测规划和实施计划,建立水土保持生态环境监测信息网,承担并完成水土保持生态环境监测任务负责对监测工作的技术指导、技术培训和质量保证,开展监测技术、监测方法的研究及国内外科技合作和交流,负责汇总和管理监测数据对下级监测成果进行鉴定和质量认证,及时掌握和预报水土流失动态,编制水土保持生态环境监测报告。除本款规定的职责外,各级监测机构还有以下职责:

水利部水土保持生态环境监测中心对全国水土保持生态环境监测工作实施具体管理。负责拟定水土保持生态环境监测技术规范、标准,组织对全国性、重点区域、重大开发建设项目的水土保持监测,负责对监测仪器、设备的质量和技术认证,承担对申报水土保持生态环境监测资质单位的考核、验证工作。

大江大河流域水土保持生态环境监测中心站参与国家水土保持生态环境监测、管理和协调工作,负责组织和开垦跨省际区域、对生态环境有较大影响的开发建设项目和监测工作。

省级水土保持生态环境监测总站负责对重点防治区监测分站的管理,承担国家及省级开发建设项目水土保持设施的验收监测工作。

第十五条省级重点防治区监测分站的主要职责:按国家、流域及省级水土保持生态环境监测规划和计划,对列入国家及省级水土流失重点预防保护区、重点治理区、重点监督区的水土保持动态变化进行监测,汇总和管理监测数据,编制监测报告。

监测点的主要职责:按有关技术规程对监测区域进行长期定位观测,整编监测数据,编报监测报告。

第十六条开发建设项目的专项监测点,依据批准的水土保持方案,对建设和生产过程中的水土流失进行监测,接收水土保持生态环境监测管理机构的业务指导和管理。

第四章监测数据和成果的管理

第十七条水土保持生态环境监测数据和成果由水土保持生态环境监测管理机构统一管理。

第十八条水土保持生态环境监测数据实行年报制度,上报时间为次年元月底前。

下级监测机构向上级监测机构报告本年度监测数据及其整编结果。开发建设项目的监测数据和成果,向当地水土保持生态环境监测管理机构报告。

年报内容按有关技术规范编制。

第十九条国家和省级水土保持生态环境监测成果实行定期公告制度,监测公告分别由水利部和省级水行政主管部门依法。省级监测公告前须经国家水土保持生态环境监测机构的审查。监测公告的主要内容:水土流失面积、分布状况和流失程度,水土流失危害及发展趋势,水土保持情况及效益等。

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1.2管理主体及主要内容永定河生态修复工程建设管理采取统一规划、部门联动、属地负责、分区实施的模式。市水务局负责组织水务工程的建设管理,将工程建设任务及建设资金下放到沿河区县水务局及建管中心,沿河区县(门头沟、石景山、丰台)水务局负责辖区内河道及河岸生态修复工程建设以及防洪工程建设;建中心负责循环管线管网工程建设。市水务局下属永定河管理处作为生态修复工程建设综合管理部门,负责监管工程建设情况。实地走访调查发现,门头沟区、石景山区及丰台区水务局是工程建设的管理主体,但具体执行部门存在差别。门头沟区由区水务局工程建设科负责工程监管,石景山区由区市政管委(区水务局)工程建设科负责工程监管,丰台区由区水务局永定河管理所负责工程监管。3个区县均采用招投标的方式进行工程建设管理,其中丰台区管理效果相对较好。丰台区永定河管理所将主体建设项目外包给各单位进行建设,并充分借助本单位水利专业技术能力强的优势,设立工程技术质量部、合同造价部、生产安全部加强工程监管,把控工程质量。在规划与设计管理中加强与市水利规划设计院、北京市工程咨询公司的合作,采用成熟的水利工程建设管理经验进行项目管理,保障宛平湖、园博湖和晓月湖的工程建设质量与效率。生态修复工程建设管理包括水生态保护中湖泊溪流工程建设、水质净化、河滨带绿化、清洁小流域治理方面的建设以及主题公园、固废处理等配套设施建设管理;水资源配置中清河、小红门、官厅输水工程建设以及循环管线建设管理;防洪安全中堤防加固、支流治理的建设以及防洪调度系统的管理。

1.3资金配置修复工程建设由市政府负责投资。管线建设资金主要来源于市财政,经市水务局申请后下拨至建管中心。生态修复及防洪建设资金经区县水务局上报市水务局,由市水务局审核后报市发改委审批,由市财政局拨付。实地调研发现,区县工程建设部门可以从“市财政-市水务局-区县水务局”和“市财政-区县政府-区县水务局”2条渠道获取资金支持。

2生态修复工程建设管理特点

相比北京以往开展的城市生态修复工程的建设管理,永定河生态修复工程建设管理具有以下3个特点。

2.1建设管理实用性强永定河生态修复工程采用市政府统一管理,市水务局负责工程规划与监督,沿河区县负责工程建设的分层管理模式。工程建设由市财政出资,经市水务局将建设资金下放到沿河各区。这一管理有助于激发各区县建设的积极性,有利于集中全区力量解决土地拆迁、噪音粉尘污染等问题。实践证明,这一模式下工程建设推进速度快,整体工程比规划提前2个月竣工。各沿河区县水务局下属的工程建设管理部门将主体建设项目外包,将工作重心放在制定项目建设目标、安排项目任务、监督检查项目进展等方面,加强对工程前、中、后期的监管。工程建设管理中充分借助外部专业规划、项目管理的技术力量,使得工程建设速率高、建设成效好。

2.2技术方法先进管理技术上充分借鉴了韩国清溪川、奥林匹克公园龙形水系的成功经验,以再生水作为生态修复的主要水源,再生水占到总水源的90%以上。通过改良河床坡面及河底的防渗设施,建设人工景观湿地,利用循环管线进行水资源分配与利用,实现河流上下游之间、河流与河岸之间连通,确保河道有足够水量满足生态修复要求,河道内水质得到改善。

2.3参与式管理形成全民参与氛围由于工程涉及的利益相关者众多,因此采用参与式管理的方式对工程规划及建设进行管理。规划设计阶段,通过召开专家讨论会,与高校、科研院所合作等方式,对永定河自然状况、生态修复需水量、水与区域经济发展关系、水文化等方面开展全面研究,并将其纳入工程建设管理中。工程建设期间,通过电视采访、网络互动等方式及时向社会汇报工程进度,与公众进行广泛交流,使公众自觉投身于保护和恢复永定河生态环境的行动中,为工程建设管理出谋划策。

3生态修复工程建设管理面临的问题

虽然永定河生态修复工程建设管理有诸多亮点,但由于相关法律政策不配套、各利益相关者间权责分配不均以及技术应用考虑不全面等,使得工程建设后期面临一些问题。

3.1管理机构设置不适应统一管理的需要永定河管理处是永定河北京段的流域综合管理部门,负责河道及水工建筑物的日常管理与维护、生态修复工程基础设施建设及防洪等。但永定河管理处没有生态修复工程建设审批权,对沿河区县河道管理部门仅负有业务指导和协调的职能。与此同时,区县水务部门作为工程建设的主体部门,直接受各区县政府的领导,在工程建设中更倾向于从各自利益与发展出发,难以从工程整体管理角度进行有效配合管理,加大了生态修复建设统一管理的难度。

3.2河流管理相关法规不健全并缺乏针对性我国目前与河流管理相关的法律主要是《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国水法》和《中华人民共和国水污染防治法》三部法律。但由于各种法律条款制定机构不同,条款规定多从自身利益出发进行考虑,使得对管理单位等规定存在冲突和矛盾,法律之间缺乏协调性。目前永定河管理处主要依据《北京市水利工程保护管理条例》、《北京市河湖保护管理条例》进行工程建设管理,但条例中仅赋予永定河管理处监督权,而没有相应的审批权,管理执行中阻力较大。实地调查发现,目前已出现在河道内栽种高大乔木、在禁止建设区建设拆迁房等现象。

3.3防洪功能管理重要性认识不足永定河是一条洪涝灾害频发的自然河流,尽管近二十多年来饱受干涸断流的困扰,但爆发洪涝灾害的威胁仍然存在。1968—2002年间永定河河网水系缩减显著,河网层次主干化、简单化趋势明显。其中一级河道长度减少了57.1%,二级河道减少了47.3%。低等级河道的锐减,使得本区域河网水系的蓄积作用降低,在同样的水灾致灾强度下,水灾危险性增加。通过对工程建设中违规事件调查以及实地调研发现,部分工程建设管理人员对防洪重要性的认识较薄弱,工程建设存在重景观设计,轻防洪建设的现象。例如在景观建设中为美化而修建拱桥、汀步,河道内建人工小岛,河岸区域开发中为经济利益在河边修建路桥,在防洪河道修建建筑物,在分洪区进行旧城改造等,均会对河道防洪功能发挥造成影响。

3.4管理技术不成熟,配套管理措施不完善相比于清溪川、转河、龙形水系,永定河生态修复工程建设范围更广,对管理技术的要求更高。但目前河流生态修复的技术管理还不成熟,存在诸多隐患。首先是水体自净能力偏低。由于河底防渗、河水较浅、流动缓慢等,阻碍了水体与水体、水体与水生动植物、水体与河岸、水体与地下间的交互连通,水体自净能力较低,极易诱发“水华”。晓月湖曾在2008年前期试运行一个月即发生“水华”,目前湖区周边已出现富营养化的迹象。其次河岸景观设计上更注重景观营造,目前开展的景观建设偏向于城市园林建设,对如何搭配植物种类与层次,促进河岸植物-水体-土壤等自然生态群落的形成缺乏深入思考。此外,工程建设中公共附属设施以及监测设施建设的管理尚不完善。公共厕所建设中未配建排污管道,公厕建而不用现象频发。监测体系建设方面,由于目前监测站点布设较少,监测设备种类较少,缺乏对土壤、高等沉水植物种群多样性、水质等方面的监测,亟须构建包括水文、气象、雨量、水质、水生生物等监测数据的生态监测网络、数据共享平台以及相应的监测评价体系。

4完善生态修复建设相关思考与建议

在对永定河生态修复工程建设现状、特点及面临问题深入分析的基础上,借鉴国内外流域生态修复成功经验与先进理论,研究提出完善建设管理模式的对策,用于改进永定河生态修复工程建设管理,并为类似工程建设管理提供借鉴。

4.1创新管理理念管理理念决定了管理机制的导向和管理的成效。完善生态修复工程建设管理模式,必须从创新管理理念着手。首先,管理中要体现一体化的管理理念。在一体化管理中,由上级主管部门将区域管理实权下放至综合管理部门。综合管理部门再通过立法等手段,实现区域内规划建设的一体化、信息监测预报管理一体化、协商管理一体化、监督管理一体化,从而克服多部门分割管理所带来的权责不明、管理低效等弊端,实现对跨部门、跨区域问题的综合协调与管理。其次,要体现规范化法制管理以及参与式管理理念。通过完善法律法规,明晰建设管理相关方权责;通过制定相应条例、办法,详尽规定管理内容及方式,使管理走向规范化管理。工程建设管理中还要让各利益相关方广泛参与项目规划、建设、维护与监测中,使工程的建设能够反映区域以及公众的利益,增强各利益相关方对工程的拥有感与责任感,为项目的后续管理和项目效益的可持续性提供良好的社会基础。再次,要体现自然-历史-经济和谐发展理念。在生态修复工程建设中,要充分发挥自然系统自我修复的能力,对关联性强的主要生态要素进行人工修复,突出防洪、保土需求,其余修复则主要借助自然力量完成。在修复自然景观的同时保护好以三家店为中心的古村落和以卢沟桥为中心的革命斗争的文化景观,将永定河历史文化融入景观建设中,实现工程建设与沿河区县经济社会发展相协调。

4.2健全管理组织结构由永定河绿色生态发展带建设领导小组制定颁布《永定河综合管理规定》,在水利部、国家计划经济委员会1992年《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》和水利部2001年《关于贯彻落实<国务院批转国家计委、财政部、水利部、建设部关于加强公益性水利工程建设管理若干意见的通知>的实施意见》的基础上,对永定河开展的建设项目管理的原则、范围、程序及具体事项进行详细的解释与规定,使永定河生态修复建设管理有更明晰、细化的执法依据。通过管理规定,协调各利益相关者之间的关系。由永定河管理处代表永定河绿色生态发展带建设领导小组办公室执行日常工程建设管理,承担生态修复工程建设中的统一规划、监管的职能,负责监管主体工程及配套公共设施、监测设施等工程建设,负责工程建设范围内的建设审批权,协助、配合地方政府征地、拆迁和移民等工作。永定河绿色生态发展带建设领导小组办公室下分设公共管理委员会,采用定期会谈的方式,聘请流域管理、景观设计和生态修复、历史文化等相关专家以及沿河地区公众代表参与工程建设、项目评估等工作,并提出改进建议。

4.3加强管理技术方法由于河流生态系统的复杂性、人类认识的局限性以及现行管理技术的不成熟,难以精确预测与评估修复的有效性及影响后果,存在治理不到位和部分失效的问题。工程建设管理者应将适应性管理纳入生态修复管理之中,通过不断认识区域生态系统本身内在规律,不断调整目标与方案,从而维持和增强生态系统的服务能力,完善生态修复工程建设管理技术。适应性管理是一种反馈调整式的管理办法,因此实时监测与反馈、广泛的公众参与环节至关重要[26]。永定河工程建设管理部门应构建完善的生态监测体系开展实时监测工作,并将科学研究者、利益相关方等群体通过沟通、交流等方式引入评估、评价与决策的管理中来,提高政策管理的公正性与支持度。

5结语

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当前水安全和水资源问题已经成为制约社会和经济发展的突出因素.建立兼顾防灾和水资源优化管理的保障系统,是现代水利和水利工程管理的需要.安全问题特别是因洪水、地质灾害等自然灾害以及工程结构隐患和异变等因素所引发的突发事故,其危害巨大,而传统单目标的大坝安全监测系统尚缺乏对此类突发事故的实时防范能力,也欠缺监测、控制和水资源管理一体化的功能.因此而研建的水库大坝多目标安全监控与管理系统,其目的是通过对水情及大坝安全的动态监测、预报,及时发现事故尤其是突发事故先兆,迅速做出反应,实时给予决策支持并实施自动控制,为工程和相关地区提供安全保障;为管理部门提供多层次信息管理和决策支持手段,在兼顾防灾和水资源优化调度基础上实现水资源可持续利用,充分发挥水利工程的效益.

2 系统结构

系统是多目标监控技术与信息技术的优化结合.由现场测控网络、计算机局域网和互联网三级网络连接现场测控层、工程管理层和管理中心.结构如图1所示.

图1 系统结构

测控网络因地制宜采用现场总线加光缆通信或无线通信.现场各类测控仪表通过自研的通信匹配器集中连接到远程测控执行模块.各测控模块以RS485总线连接到本地远程终端单元(RTU).分散在各工程建筑物和库区遥测站的RTU以光缆、电缆或数传电台与中控室的监控计算机联网.

工程管理层局域网连接服务器、在线监控机、离线管理机和其他工作站.

工程管理层服务器上建立网站,配置远程查询服务软件系统.通过互联网为管理中心、上级领导和相关部门提供远程查询和决策支持手段.

转贴于  3 在线监控系统

在线监控系统主要执行以下任务.

3.1 值班监控

值班监控任务包括水情监测与分析,在大型模拟屏显示实时水、雨、工情,防洪警戒,大坝关键部位安全监测、实时预报及安全性评判,按水情与调度方案执行自动控制.

3.2 水情监测

水情监测信息通过网络被系统共享,是系统执行水情预报、防洪安全监控、大坝及周边安全监测、水库运行与水资源调度以及工程和区域防汛抗旱指挥调度的重要依据.

在线监控机接收和采集水、雨情数据,经处理后,写入水、雨情实时和时段数据库;定时启动水情预报模型进行水情实时预报作业.根据监测水情和水情预报,执行防洪安全监控.

采用动态自适应模型技术,提高短期水情预报的实时性和准确性,使水情信息有效地用于防灾和水资源管理.

3.3 大坝安全监测

定时对各大坝和其他水工建筑物及周边各监测点巡测或临时召测,数据经检验和初步处理后存入实时数据库.利用预报模型和相关的水情信息对大坝安全监测点实时预报并根据安全监控指标评判安全度.

采用复拟合模型技术和动态跟踪模型技术建立安全监控模型和安全监控指标.

3.4 专家系统支持下的防洪在线决策支持和闸站调控

在汛期,当预报坝前水位将要超过警戒值时,系统发出声光警报并驱动安全监控专家系统.专家系统收集有关水、雨、工情,从模型库调用调洪分析等模型,检索知识库内的知识与规则,经推理演绎,给出兼顾防洪与兴利效益的泄洪调度方案、预报行洪过程、建议安全措施、提供修改方案参考资料、灾害风险评估等.方案获准后,专家系统连接闸门自动控制系统,执行泄洪过程监控.

所开发的安全监控专家系统是在线决策控制型人工智能系统.它完全由信息驱动,全自动执行演绎推理和监控.其主要目标是当危及大坝及下游安全的事件可能发生之前做出判断与决策,并执行自动控制.

4 信息管理

配置在管理计算机上的管理系统具有数据管理、数据处理、资料解释、调度管理功能;服务器上配置数据库管理系统和远程查询服务系统.信息管理功能结构见图2.

图2 信息管理功能结构

5 安全监控模型技术

研究开发多目标动态安全监控所需要的监控模型技术,其目的是:提高模型的仿真度和延伸预报准确度;开发可以跟踪并预报监控对象异常变化的动态跟踪模型技术.这对于防范异变性突发事故特别重要.

这些模型技术已成功地应用于多个水利工程的实时安全监控和安全分析,均取得了良好效果.

5.1 复拟合模型

按传统方法建立模型时,通常采用时段平均或取离散时刻等概略方法代表外荷载对效应量的滞后作用,不能确切地反映实际上是非线性连续的滞后作用,模型的延伸预报精度较差.采用复拟合模型较好地解决了上述问题.

复拟合是指:用不同多项式拟合各外荷载对效应量的滞后作用过程,用这些多项式线性组合来拟合效应量观测序列.建立复拟合模型的技术要点是:经过相关趋势分析和相关频谱分析,分别确定各种外荷载量同效应量之间的相关性、滞后相位差和滞后影响时段长度.用影响梯度函数模拟在滞后影响时段,外荷载对效应量的非线性影响过程;再用包含影响梯度函数的高阶多项式来模拟该时段连续叠加滞后作用,从而较好地解决了仿真模拟滞后作用这一难点.复拟合模型最终形式为表征各种外荷载作用过程的多项式以及时效函数的线性组合.

复拟合模型已被应用于许多特大和大、中型水利工程的安全分析评价和联机实时安全监控.应用效果表明,它具有以下优点:模型有较明确、合理的物理解释意义,模型拟合精度好,延伸预报准确(见图3正常状态段,即10月前的预报过程线).

图3 复拟合模型预报、动态自适应模型预报与监测值对比过程线

5.2 动态自适应模型

传统安全监测模型属静态模型,反映监测对象和水、情、工情以往一般变化规律,不能识别和跟踪预报包括突发事故的异常现象,不适宜动态高精度短期预报.

对于水工结构物安全监控,为跟踪预报并防范突发事故,需要分析结构物发生异变的破坏机制.存在缺陷或已老化的结构物,某些部位即使其局部应力低于材料的屈服极限,但在长期交变或突变应力作用下,其材料有可能进一步老化、恶化,并可能发生突变以至破坏.对于大坝及周边这样的监控对象,这类破坏事故反映在沿破坏方向变化量和变化速率的增大,直到超过其破坏临界值或安全监控值.破坏先兆可能提前数小时甚至更早出现.因此,通过连续跟踪预报和动态监控,有可能对事故予以防范.

基于上述考虑而研究开发的动态自适应模型技术,其技术要点包括:采用常规方法建立预报/监控模型;模型运行中采用误差传递法进行自我学习,优化积累信息;每次预报作业时,根据新的监测信息和预报偏差动态修正模型,以适应监控对象的变化,实现动态跟踪;相应的安全监控指标取设计临界值,如计算最大应力、应变等.

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