鴨河口水庫水情測報系統現狀簡析與發展建議

□邱天珍（南陽市鴨河口水庫工程管理局）

鴨河口水庫水情測報系統現狀簡析與發展建議

□邱天珍（南陽市鴨河口水庫工程管理局）

鴨河口水庫水情測報系統是水庫防汛的“千里眼，順風耳”，對水庫防洪減災和提高工程經濟效益發揮著巨大作用，通過系統的應用與現狀分析，對系統的發展提出新的要求與建議，使系統更好地服務于水庫功能。

水情測報；現狀；簡析；發展；建議

一、鴨河口水庫水情測報系統現狀

鴨河口水庫水情自動測報系統始建于1990年，經過近10年的投入運行，于2000年進行全面升級改造。改造后的水情自動測報包括：1個中心站、2個中繼站、16個水位雨量站。系統采用超短波和海事衛星C混合組網通信方式，超短波站采用多路徑終端設備進行數據傳輸，通過超短波中繼站將水情信息傳輸至中心站；海事衛星遙測站則通過海事衛星將水情信息傳輸至中心站（組網方式如圖1）。中心站機房數據接收計算機同時接收超短波信號和衛星信號，并與數據處理計算機連為局域網，處理系統直接從接收系統讀取數據，進行預報調度計算。

二、目前鴨河口水情測報系統的作用與存在的問題

鴨河口水庫水情自動測報系統自2000年投入運行以來，以其迅速快捷實時的水雨情數據傳輸和及時準確的預報計算，在歷次大洪水和特大洪水中，都能夠及時準確地作出水情預報，為水庫防洪調度提供了科學合理的基礎性數據，創造了巨大的防洪減災效益。

但由于受當時通信條件及其它技術條件的限制，又經過了連續11年的運行，目前系統存在以下幾個方面的問題：

（一）中繼站超短波通信信道質量下降。特別是穿心垛中繼站，隨著區域內經濟建設發展及人類活動的增加，通信信道質量受到一定的影響，使其所轉發的7個站常出現數據丟失的情況。

（二）數據傳輸信道單一。由于受當時通信技術的影響，遙測站至中心站的數據傳輸均采用超短波或海事衛星單一的通信信道；當信道出現故障時，無切換方式，影響數據傳輸的實時性，造成系統暢通率的降低。

（三）由于設備常年用于野外，使得設備出現了不同程度的老化，使系統的穩定性受到一定的影響。

（四）在運用中多次發現：由于流域內站點偏少，部分流域降雨無法監控，造成預報結果存在較大誤差；同時目前系統洪水預報調度軟件仍采用1990年系統初建時的資料，經過近20年的資料積累，需要重新編寫預報程度，來提高洪水預報調度的精度。

三、鴨河口水情自動測報系統的發展要求

隨著現代通信技術、水情測報新技術的發展，為使系統繼續有效地為水庫生產調度管理服務，充分發揮水情測報系統的最大效益，需在新的設計思路指導下，利用新技術、新設備建設新型水情自動測報系統。

（一）建設目標

1.及時準確地提供水庫入庫站及壩前的洪水預報，滿足鴨河口水庫安全運行、綜合利用和優化調度的需要。

2.快速、及時地提供鴨河口系統范圍內的實時水文信息，為白河流域和鴨河口水庫下游的防洪決策調度服務。

3.實現水位、雨量信息的自動采集和傳輸。提高水情信息傳輸的可靠性和時效性。

（二）方案設計原則

鴨河口水庫系多年調節的大型水庫，擔負著唐白河平原地區的防洪、灌溉、工業城市供水、發電等綜合利用的調度任務，具有洪峰陡，推進速度快，要求水情信息收集及時、快速等特點。因此設計原則要求:

1.充分考慮鴨河口水庫水情預報及水庫調度的需求，實現水情信息采集、傳輸和處理自動化，能及時準確地將各遙測站的水雨情信息傳輸到中心站。

2.系統設備在基本功能具備的情況下，應堅持實用性、可靠性、先進性的有機結合。保證系統能長期地，特別是在暴雨洪水等惡劣的天氣條件下穩定可靠地工作，在配備硬件時，應考慮已經試驗和試用合格的新技術、新設備。

3.為保證系統信息傳輸暢通和提高系統的運行可靠度，遙測站至中心站間的數據傳輸網絡由主備式通信信道組成。

4.考慮到野外交流供電困難及地區電網電壓和周波不穩定，遙測站、中繼站均采用太陽能浮充蓄電池供電。因此，系統應配置低功耗的遙測設備。

5.系統設備要符合結構簡單、性能可靠、低功耗的原則，并有防潮濕、防雷電、抗干擾等措施，所有遙測站及中繼站都能夠在無人值守的條件下長期連續正常工作。

四、鴨河口水情測報系統的發展建議

（一）站網中增設3個水位站與2個雨量站

依據鴨河口水庫防汛水情預報和防洪調度的需要，參照水庫壩址以上流域內已有水文站網，考慮到現有的水庫預報方案，鴨河口水庫水情自動測報系統站網在現有的測報站網上，將口子河、南召、白河店3站更改為水位站，增加3站的水位自動觀測項目。需增加2個雨量遙測點，一個應設在羊馬坪、馬市坪、焦園之間的西莊，此三角地帶面積300 km2，山勢險峻，降雨形成洪水時間較短，此處增設雨量點可增加洪水預見期，而且此處位于淮河流域與長江流域的分水嶺處，容易形成暴雨中心。另一個雨量增加點應設在白河店、鐘店、廖莊3個雨量點之間的花子嶺，此雨量點位于西南季風進入水庫流域的必經之路，而且可完全控制水庫主要支流灌河上游的降雨情況。

（二）采用兩種系統通信組網方式

1.超短波與北斗衛星通信做為主通信方式

由于北斗衛星通信具有傳輸質量好，容量大、傳輸速度快、傳輸距離不受限制，覆蓋面積大，受地形、氣候的影響小，組網靈活等優點。從目前系統的運行情況分析，穿心垛中繼站為2級中繼，信道傳輸質量不夠穩定，常有數據丟失現象，因此，去掉穿心垛中繼站，通過它轉發數據的7個遙測站，除廖莊站由于距離中心站較近仍采用超短波通信方式外，其余無條件組建超短波的6個站改為北斗衛星通信方式（系統組網方式如圖2所示）。

2.GSM為備用通信方式

在GSM通信信道網中，信道的信噪比、誤碼率等通信性能指標可依靠GSM網絡的性能指標和通信協議得到保證，免去了數據傳輸過程中對數據校驗、檢錯、糾錯等工作，使得數據通信的可靠性得到提高。因此將系統中所有站點同時安裝GSM網絡通信方式做為水情信息傳輸的備用通信信道。

（三）數據接收處理系統

中心站數據接收處理系統主要完成系統各遙測站的水情信息的實時接收、處理和入庫，并具有對遙測站進行查詢、召測等功能。

數據接收處理系統主要由數據接收通信設備、數據接收處理計算機、電源以及衛星、超短波天線安裝設施和避雷系統組成。各遙測站點的水情信息通過北斗衛星、VHF、GSM通信信道傳輸到中心站后，進入數據接收處理計算機，通過數據接收軟件實時完成遙測站水雨情數據的接收處理，并存入原始數據庫。

在中心站配置2臺主、備式數據接收處理計算機，主接收處理計算機與配備的多種通信終端通過標準RS-232串行口直接連接，兩臺計算機均接入局域網，同時裝有數據接收處理軟件包，主接收處理計算機運行數據接收處理控制軟件完成系統遙測數據的接收處理等工作，備份計算機作后備機待用,確保當主計算機出現故障時，通信數據的連續性。

五、結語

鴨河口水庫水情自動測報系統在水庫防汛調度中發揮著不可替代的作用，隨著鴨河口水庫除險加固工程的進度，新的水情自動測報系統建設即將實施。一套具有現代高科技、新水平、更科學完善的自動測報系統將更好地服務于水庫的防汛調度工作。

2011-03-23