淺談錦江水庫水文自動測報系統及其維護

楊建波

摘 要:水文自動測報系統已經廣泛運用到水庫管理當中,本文概述了錦江水庫水文遙測系統的組成和功能,結合運行維護的情況,對系統主要設備常見的問題進行了探討與分析。

關鍵詞:水文自動測報系統避雷預報

中圖分類號:TV8 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0151-01

仁化縣錦江水庫位于廣東省北部,湞江一級支流錦江河峽谷出口,屬峽谷型水庫,水庫回水沿河谷兩岸呈狹長條形,庫周均為崇山峻嶺。錦江河干流全長108公里,壩址上游集雨面積1410平方公里,植被良好。流域雨季明顯,降雨主要集中于3～8月,占年雨量的73.5%。多年平均降雨量1660毫米,年平均降雨天數153天。總庫容1.89億立方米,興利庫容0.68億立方米,調洪庫容0.45億立方米,季調節水庫。工程效益以防洪、發電為主,屬大(二)型水庫。

1系統組成及功能

目前水庫共有水情測報終端10個,其中雨量遙測站5個、水位遙測站1個,水位雨量遙測站4個人,中繼站1個,分別分布在庫區深山地帶,以無人值守的模式工作。

水情自動測報系統屬于應用遙測、通信、計算機技術,完成江河流域降雨量、水位、流量、閘門開啟度等數據的實時采集、報送和處理的信息系統。洪水預報是防汛抗洪的重要組成部分,要求快速和準確。

系統功能是自動采集、傳輸和處理流域內的實時水情數據,及時反映流域區間的雨情、水情信息實況,并通過水文預報作業,掌握未來一定時間之內來水趨勢,為流域內水電站的防洪、水庫調度提供科學的決策依據。

2通信終端

水文自動測報系統通信方式因遙測站與中心站之間地理環境和通訊條件的差異而不同。我們主要采用超短波通訊,離中繼站遠的采用GSM通信方式。

隨著GSM通信技術完善和提高,系統安裝調試完成后硬件上基本是很少出現問題。而困擾GSM通訊的難題就是公用通訊網絡不能保障,如遇見暴風強降雨天氣,可能造成面積區域停電式GSM基站子系統陷入癱瘓從而中斷通信服務,而水文自動測報工作越是在惡劣天氣越是必要。

東嶺、塘洞、大水壩為GSM通訊方式,也是純雨量遙測站,其余采用超短波的通訊方式。

GSM手機模塊在電池電壓較低的情況下,會出現掉電現象時,當電壓回升后,GSM手機模塊并不能正常啟動,此時查看GSM手機模塊頂部的紅色信號燈是否閃爍,如不閃,則拔下GSM電源線,待5s以后重新插上,GSM手機模塊頂部的紅色信號燈閃爍則啟動成功,故障解除。

錦江水庫水文遙測系統除東嶺、塘洞、大水壩三個遙測站,其他各站均采用TDJ-230-9定向天線。這種天線具有前向增益高、副瓣和后向輻射小、頻帶寬、抗干擾強等特點。天線一般情況下在戶外使用,調好最佳位置后,要固定好,防止大風刮偏天線。特別要注意有源振子盒、天線饋線接頭的連接和防水工作。

3數據采集傳感器

錦江水庫水文測報系統主要采集雨量和水位等參數,采用翻斗式雨量計和浮子式水位計。當遙測站出現有雨量不正常時,應檢查翻斗式雨量干簧管是否損壞,在斷電的情況下,萬用表選用電阻檔,兩個測試棒接到雨量計上的兩個接線端,輕輕翻動翻斗,觀察萬用表指針是否發生轉動,如果指針不動則表明干簧管存在問題,應及時起用備用干簧管或更換干簧管;檢查雨量信號線接頭接觸是否良好;檢查雨量計翻斗是否被卡死。當RTU出現有降雨時出現多記錄,應檢查雨量信號線接頭是否有接觸不良、短路等情況;檢查雨量信號線是否存在破皮搭鐵現象。

4電源系統

采用太陽能電池浮充蓄電池供電,交流供電為備用電源。

當蓄電池電壓達到一定值時,充電保護器自動切斷充電電路;電壓低時,能防止反充電,有效的保護蓄電池。但是,當充電保護器發生斷路,太陽能板不能為蓄電池浮充,不能及時發現處理,就會造成蓄電池放電虧損。

為了解決這一問題,我們每個遙測站都安裝了電源模塊,對蓄電池的電壓進行檢測,采集到的雨量和水位數據以及蓄電池的電壓,一并發回中心站,為延長蓄電池的使用壽命提供了保障。

而中繼站的蓄電池電壓是沒有監測的。離中繼站遠些的遙測站一個或多個通訊不正常,中心站電臺收發的聲音伴有沙沙聲時,一般是中繼站供電電壓過低。

5避雷系統

直擊雷主要表現直接擊中室外高處的物體,如室外的通訊天線,雨量計,太陽能電池板架空的電源線和信號線;感應雷影響主要是由于雷電的發生,發生電磁感應,天饋線、信號線、電源線及其它導電體內將產生感應過電壓,危害到設備的安全。

采用超短波通訊的測站,對防雷措施尤為重要,特別是中繼站一般設在位置較高的山上,并且架設在鋼塔頂部,存在極大的引雷隱患。

錦江水庫水文遙測系統經過2005年的升級改造后,沒有出現因為雷擊使設備遭受大面積的損壞。系統RTU由原來的單片機換成PLC,運行更加可靠;各超短波通訊的測站,避雷系統加裝了饋線避雷器;調節避雷針的高度;調整避雷針與天線的距離;增加地網的鋪設,使地網的建設標準全面達到接地電阻≤4Ω。測站的防雷水平得到了有效的提高。

6洪水預報

庫區上游降雨量、支流水位測報以全天候自動測報為主,人工觀測為輔。預測洪峰入庫時間;暴雨中心在長江或城口洪峰入庫時間為5h～6h;預測洪峰流量;利用降雨量與洪水水量關系曲線預報一天、三天、七天洪水總量。多年來我們根據自動測報數據進行水文預報提前泄洪或提前加大泄洪流量,降低庫水位的方式進行調洪,調洪效果理想。

系統建成投入使用后,水文工作效率大大提高,為水庫的防洪渡汛和水庫調度提供了重要依據,為防汛部門采取積極有效的防洪減災措施提供了可靠的信息,使下游1.26萬人口、1.2萬畝農田、十多億元人民幣固定資產減輕或免遭洪水的危害。

參考文獻

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