閻王鼻子水庫水情自動測報系統應用

王 蕾

（朝陽市閻王鼻子水庫工程建設管理局，遼寧朝陽 122000）

閻王鼻子水庫水情自動測報系統應用

王 蕾

（朝陽市閻王鼻子水庫工程建設管理局，遼寧朝陽 122000）

閻王鼻子水庫位于朝陽市肖家店村，在大凌河干流中游，壩址距朝陽市25km，壩址以上流域面積9482km2，占全流域的41%。文章以朝陽市閻王鼻子水庫為例，分析了水情自動測報系統在水庫中的應用，從系統的配置、原理及功能入手，詳細論述了系統內容，并強調了系統安裝與調試的過程及注意內容，供同類工程參考。

水庫；水情；自動測報；系統

1 概述

閻王鼻子水庫位于朝陽市肖家店村，在大凌河干流中游，壩址距朝陽市25km，壩址以上流域面積9482km2，占全流域的41%。水庫為年調節水庫，水量利用系數為0.24。壩址區地震基本烈度為7°。水庫是以滿足朝陽市近期工業和生活用水及朝陽市郊區部分農業灌溉用水的工程。水庫總庫容為2.17億 m3，工程規模為大（2）型，工程等別為Ⅱ等，主要建筑物級別為2級，次要建筑級別為3級。按100a一遇洪水設計，1000a一遇洪水校核［1］。

2 水庫水情自動測報系統

2.1 自動測報系統總體設計方案

閻王鼻子水庫工程建設管理局水情系統改造項目共設25個遙測站，其中4個水位、雨量站，21個雨量站，同時設3個中繼和1個中心站。

2.2 自動測報系統網絡結構及工作體制

在同一系統中，包括有自報式和應答式兩種遙測方式的遙測站。本系統包括25個測站。各個測站與系統中心之間采用超短波通信方式組網。超短波作為視距傳輸媒介，有一定的繞射能力，對大氣干擾、雷電干擾和一般工業干擾有較強的抗干擾能力，同時，其信道質量比較穩定，設備造價比較低。目前，水情測報系統大多采用超短波組網方式。

子系統中各監測站采用自報式工作體制，這是水文測報系統中常用的工作方式。具有功耗低、可靠性高等優點［2］。

3 設備選型及系統配置

因為本系統是對原有系統的改造，隱藏在設備選型上既要考慮設備的可靠性及經濟性，同時要考慮到是否與原有系統相匹配。

經過對原有系統中雨量測站及水位測站的分析，其傳感器均采用美國HANDAR公司的產品，水位儀為超聲波水位儀，因此在主設備選型上，采用了YDZ—2型遙測儀為雨量測站的數據采集器，采用smartdata2000作為水位站的數據采集器。這樣既滿足了系統的系統的需要，提高了系統的可靠性，同時也降低了系統的成本。

本系統中繼站是全系統的咽喉，多數測站與中心站的聯系都要通過中繼站，因此它的可靠性是非常重要的。

3.1 設備選型

本著先進、實用、經濟、可靠的原則，本系統的遙測終端機選YDZ—2測量與控制單元，是北京市水利自動化研究所在原遙測終端機的基礎上經大量改進研制的最新測控設備，功能強大，通信方式靈活，應用范圍廣。在水利上的應用領域主要有：水情自動測報系統、大壩安全監測系統、水資源與水環境動態檢測系統、供水自動監測系統、農業方面灌溉用的自動監測系統等。

3.2 系統配置

遙測終端設備均采用YDZ—2測量與控制單元。

3.2.1 1YDZ—2測量與控制單元的功能

1）8路差分模擬量輸入／輸出。

可接入電壓、電流、電阻、電橋、頻率（振弦）等類型的傳感器。可輸出恒電壓源、恒電流源、掃頻等激勵信號。動態零點和增益率定。

2）4路事件觸發數字輸入。

提供極低功耗下（50A）事件喚醒和輸入功能。3）16路數字量輸入。

可接入數字編碼式、脈沖增量式、開關狀態式、頻率式傳感器。

4）8路數字量輸出。

可編程數字量輸出，用于控制傳感器或外圍設備。其中提供2路為大功率（10A）開關接點，6路為0.1A開關接點。

5）SDI—12（或 RS232／RS485）智能儀器接口。

用于接入符合美國USGS野外總線標準SDI—12的智能傳感器，也可選擇RS232接入廠家自定義（公開協議）的智能傳感器，或選擇RS485現場總線接口接入數據采集擴展板。

6）SPI內部總線。

可接入數據采集擴展模板、通信擴展模板、顯示及人工輸入擴展模板。

7）數據通信接口1。

接入電臺或音頻雙絞線，通過調制方式與其他測控單元或數據采集中心進行數據及命令傳輸。

8）數據通信接口2。

RS232／RS485接口，可接入各種RS232標準的通信設備，如電話調制解調器、GSM移動電話、衛星收發器、微波、光纖等通信網絡。

9）設備其他功能。

設備具有一定的自我檢查檢測功能；系統可以進行編程式采集；數據存儲器容量大，數據可以在現場讀取，并可以遠程方式讀??；高精度時間控制，可以與中心站時間完全一致；工作電源和工作溫度自動檢測；用戶程序現場設定和遠程配置下載；具有數字再生通信中繼功能和兩種通信介質中繼功能；支持多路由網絡結構；全部接口有光電隔離或防浪涌電路；支持太陽能光板直接供電。

10）設備工作模式。

自報方式；自報－應答方式；應答方式。3種工作模式在同一系統中可同時運行。

3.2.2 各測站配置和設備技術參數

各遙測站由遙測終端機、天線、饋線、避雷器、超短波電臺、太陽能電池板、蓄電池、雨量計、水位計、信號電纜等組成，通過屏蔽雙絞線和采集設備連接。

4 軟件系統總體規劃

整個系統采用四層體系結構。

4.1 表示層

表示層表示呈現給用戶的最終表現形式，本系統采用WEB瀏覽器的方式表現在用戶面前，用戶可以通過瀏覽器對不同的中心站按權限進行訪問。

表示層的開發采用了 JAVA技術，提供了更強的安全性和更好的顯示效果，并保證了系統的跨平臺可移植性。表示層只負責對數據層中的數據進行分析以后呈現給用戶，用戶可以根據自己的實際需求，按照規定的接口格式，自己開發符合自己需求的界面表現形式。

4.2 數據層

數據層的主要作用是將所有的原始數據和經過分析加工后的數據進行數據庫保存，數據庫支持目前所有的數據庫系統。建議中心站采用Unix環境下的Oracle或DB2數據庫，分中心采用Windows環境下的SQLSERVER數據庫。

4.3 業務邏輯層

業務邏輯層是系統的重要核心內容，主要是對數據進行處理，并移送到數據層。

4.4 通信層

通信層的主要任務是從遙測站取得遙測的原始數據，并下發從業務邏輯層傳來的需要下發到遙測站的命令。

5 結 語

通過多年的運行，該系統能夠準確、及時的提供水情，為水庫的運行管理提供了重要的基礎保障。

［1］馮昊，何春梅，李范秋.齊齊哈爾水情自動測報系統站網布設和系統設計［J］.黑龍江水專學報，2005，32（02）：116－117.

［2］杜軍，張石娃，趙新生.沁河河口村水庫水文自動測報系統設計［J］.氣象水文海洋儀器，2005（01）：34－38

TV698.1

B

1007－7596（2014）08－0051－02

2014－04－21

王蕾（1979－），女，遼寧朝陽人，工程師，從事水利水電工程管理工作。