水情自動測報系統(tǒng)在水庫管理中的作用

鄭永波　內(nèi)蒙古赤峰市三座店水庫管理局 內(nèi)蒙古 赤峰市 024000

水情自動測報系統(tǒng)在水庫管理中的作用

鄭永波內(nèi)蒙古赤峰市三座店水庫管理局 內(nèi)蒙古 赤峰市 024000

在防洪調(diào)度工作中，水情自動測報系統(tǒng)有著非常重要的作用。本文主要圍繞赤峰市三座店水庫水情自動測報系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的實時性以及綜合性等特點。

三座店水庫；水情測報；自動化；防洪調(diào)度

0 前言

三座店水庫位于內(nèi)蒙古赤峰市，是十五期間最大的水利樞紐工程，承擔著水庫周邊流域的雨水情信息采集、處理，還兼顧著赤峰市的城市防洪、供水以及灌溉等綜合任務。此系統(tǒng)將為三座店水庫周邊流域雨水情信息的采集提供先進、可靠、準確的技術保障和監(jiān)測手段，確保工作人員及時、準確、有效的獲得雨水情信息，為赤峰市的城市防洪、供水及下游農(nóng)業(yè)灌溉提供充分的信息和調(diào)度決策支持，從而產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。

1 系統(tǒng)的工作制式

1.1工作制式

系統(tǒng)為自報式，采用的是Inmarsat—C的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)屬于數(shù)字系統(tǒng)，是以存儲以及轉(zhuǎn)發(fā)的方式，進行低速數(shù)據(jù)的傳送，其有著以下幾種特點[1]：第一是體積較小、第二是重量較輕、第三是低功耗、第四是運行的費用相對較低，此外，加上其不會受到地形條件的影響，在水情自動測報系統(tǒng)中，最適合作為數(shù)據(jù)通信。

在內(nèi)蒙古赤峰市三座店水庫中，其水情自動測報系統(tǒng)會采取一定的結構形式，而三座店做采取的是分層分布式結構，以Inmarsat—C進行組網(wǎng)，以水位雨量遙測站為基礎層，對以下幾方面的數(shù)據(jù)參量進行采集，第一是雨量方面的數(shù)據(jù)，第二是水位方面的數(shù)據(jù)，其發(fā)送信息的方式是采用“自報式”方式，來向水庫中心站進行信息發(fā)送工作。其管理層是水庫分中心站，對遙測站傳輸?shù)乃臄?shù)據(jù)進行接收，然后對其進行適當?shù)募庸づc處理，從而使得洪水預報結果能夠更為準確。

2 系統(tǒng)的主要功能

2.1測站

本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集器選用NARIACS300，是我國唯一基于數(shù)據(jù)采集平臺概念設計的，乃是采用全表面貼裝工藝的微功耗數(shù)據(jù)采集器。特別適合于電能供應有限、使用環(huán)境條件惡劣、提供高可靠性的專用系統(tǒng)，有強大的遠程通信能力。四個RS-232接口可同時提供4信道遠程通信服務，能滿足目前水利電力系統(tǒng)對雙信道功能的需求。

ACS300數(shù)據(jù)采集器具有強大的自檢功能，當設備出現(xiàn)故障時，能夠提供非常全面的報告與記錄，方便用戶對系統(tǒng)運行方式以及配置進行相應的調(diào)整，促使系統(tǒng)在短時間內(nèi)能夠調(diào)整到一個最佳狀態(tài)。可以同時進行以下幾方面工作：（1）遙測雨量、（2）遙測水位數(shù)據(jù)、（3）人工置數(shù)，這是依據(jù)無人看守的野外環(huán)境進行設計的。采用以下兩種方式來進行供電：（1）小容量蓄電池、（2）小功率太陽能，在日常工作當中，遙測站的工作會處于一個較低功耗的守候狀態(tài)，當降雨為0.5毫米時，雨量計翻斗就會進行一次運行，降雨為2毫米時測站數(shù)傳儀就會發(fā)生一定的變化，其雨量累計值就會自動加2，同時進行信道編碼，然后將其發(fā)送至中心站。

測點選定原則。雨量站的選擇是對三座店水庫降雨水文資料進行統(tǒng)計的基礎，在該雨區(qū)內(nèi)，選取一些點，這些點要具有代表性，用以確保水情記錄能夠準確。該工程的遙測雨量站共計23個，雨量站所采用的是一體化法拉第筒集成方式，其中以下幾種設備集成在全密封筒形機箱內(nèi)，第一是通訊終端、第二是數(shù)據(jù)采集器、第三是蓄電池等。筒形機箱有著其相應的位置，應置于高強度防銹鋁合金立筒；以下幾種設備安裝在鋁合金立筒上，第一太陽能電池、第二是天線、第三是雨量計。不需要修建遙測站設備站房以及架設天線塔，并且無專門防雷接地要求，無需建設避雷地網(wǎng)。管理局在三座店水庫上游建成了13個雨量遙測點，水庫下游 10個雨量遙測點幾經(jīng)完成了基礎設施建設，正在進行雨量采集器的安裝工作，從而形成一個相對完整的水情自測報系統(tǒng)。

2.2中心站

中心站是系統(tǒng)內(nèi)的信息收集中心，也是信息調(diào)度中心，在中心站設備中，其設備的可靠性對水情測報系統(tǒng)有著至關重要的作用，能夠?qū)y站發(fā)來的數(shù)據(jù)進行無線接收，然后經(jīng)過解碼、檢查后將數(shù)據(jù)進行存儲。

系統(tǒng)軟件的組成：

（1）系統(tǒng)初始化：對于新建系統(tǒng)，要對以下幾方面參數(shù)進行初始化設定，第一是站號、第二是站名、第三是測站屬性、第四是水位計類型、第五是水位基質(zhì)、第六是水位上限等等。

（2）通信狀態(tài)：“通信狀態(tài)”軟件模塊能夠?qū)⒁恍]有經(jīng)過處理的信息進行顯示，還能夠顯示處理過后的水情數(shù)據(jù)，以便對中心站的通信狀態(tài)進行監(jiān)視。

（3）實時數(shù)據(jù)：主要包括以下幾種：（a）表格，（b）棒圖，（c）流域圖。當接收到遙測站所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)之后，中心站會對這些數(shù)據(jù)進行判別，消去誤碼，并且以表格的形式顯示出來?！傲饔驁D”則是對所選測站的水情數(shù)據(jù)進行顯示，其中包括該站的時段總雨量值，日降雨量，該站的平均雨量值以及該站的最大雨量等。

（4）數(shù)據(jù)查詢：數(shù)據(jù)查詢模塊由以下幾個子模塊構成，選用國內(nèi)最常用的翻斗式雨量計,（a）雨量記錄查詢，（b）水位記錄查詢，（c）原始數(shù)據(jù)查詢，第四是測站通信次數(shù)查詢，第五是人工置數(shù)查詢等，顯示查詢結果的方式可以為以下兩種，第一是表格的方式、第二是棒圖的方式，查詢的方法大體相同。

（5）系統(tǒng)管理：系統(tǒng)管理模塊由以下幾個子模塊所構成，（a）時間設置、（b）測站參數(shù)設置、（c）系統(tǒng)參數(shù)設置等。可以對時鐘進行設置，可以對測站進行添加以及修改或者是刪除，也可以對各測站的有關參數(shù)進行修改，例如對雨量的增量值進行修改。

（6）打印輸出：可以按照時間以及測站號的組合方式，對以下幾方面數(shù)據(jù)進行打印輸出：（a）雨量時段數(shù)據(jù)，（b）水位記錄數(shù)據(jù)，（c）通信記錄數(shù)據(jù)?？梢园凑杖沼炅恳约霸掠炅繉Ρ砀襁M行輸出打印或者是圖形輸出。

3 系統(tǒng)設計思想

三座店水庫水情測報存在以下幾方面的問題：第一是交通問題、第二是通訊問題、第三是管理問題，尤其是在山洪暴發(fā)時，有很大的可能會造成交通中斷，而通訊中斷的這種情況會影響到工作的開展?；诖?，水情自動化測報系統(tǒng)需要單獨組網(wǎng)，同時要有以下幾種能力：第一是良好的防雷能力、第二是較好的抗干擾能力，這樣才能夠更好的掌握雨情、水情，才能夠做好水庫的防汛工作。

4 自動化技術的作用

隨著科學技術取得了較大的突破，自動化技術也得到了較大的發(fā)展，在各領域得到了較為廣泛的運用。在水利工程管理當中，特別是在水情測報工作當中，因為要在流域內(nèi)設置多個測站，這些測站通常都會設在一些各方面條件都和環(huán)境較為惡劣的地區(qū)。而水情測報又需要具備以下幾種特性：（1）實時性，（2）準確性，（3）可靠性，（4）綜合性等，那么就需要對流域內(nèi)的雨情水情有著較為全面的了解，要對這些數(shù)據(jù)進行及時的分析，以便為防汛工作提供較為科學的依據(jù)。人工測報就很難滿足這些要求，將自動化技術運用到測報系統(tǒng)當中，使得這些問題得到了較好的解決，能夠?qū)τ昵橐约八榈男畔⑦M行及時的收集，做到防汛以及發(fā)電等綜合管理，進而使得工程的安全得到極大的保證。

[1]王莉.淺談水情自動測報系統(tǒng)在水庫管理中的作用[J].中國環(huán)境管理干部學院學報,2005,04:53-55.

[2]劉國力.水情自動測報系統(tǒng)在水庫管理中的作用[J].中國西部科技(學術),2007,11:112-113+142.

[3]《內(nèi)蒙古赤峰市三座店水利樞紐工程水情自動測報系統(tǒng)設計文件》SZD/ZT/SQCB-01