水情自动测报系统在水库管理中的作用

郑永波　内蒙古赤峰市三座店水库管理局 内蒙古 赤峰市 024000

水情自动测报系统在水库管理中的作用

郑永波内蒙古赤峰市三座店水库管理局 内蒙古 赤峰市 024000

在防洪调度工作中，水情自动测报系统有着非常重要的作用。本文主要围绕赤峰市三座店水库水情自动测报系统，分析系统的实时性以及综合性等特点。

三座店水库；水情测报；自动化；防洪调度

0 前言

三座店水库位于内蒙古赤峰市，是十五期间最大的水利枢纽工程，承担着水库周边流域的雨水情信息采集、处理，还兼顾着赤峰市的城市防洪、供水以及灌溉等综合任务。此系统将为三座店水库周边流域雨水情信息的采集提供先进、可靠、准确的技术保障和监测手段，确保工作人员及时、准确、有效的获得雨水情信息，为赤峰市的城市防洪、供水及下游农业灌溉提供充分的信息和调度决策支持，从而产生巨大的社会效益和经济效益。

1 系统的工作制式

1.1工作制式

系统为自报式，采用的是Inmarsat—C的卫星通信系统。该通信系统属于数字系统，是以存储以及转发的方式，进行低速数据的传送，其有着以下几种特点[1]：第一是体积较小、第二是重量较轻、第三是低功耗、第四是运行的费用相对较低，此外，加上其不会受到地形条件的影响，在水情自动测报系统中，最适合作为数据通信。

在内蒙古赤峰市三座店水库中，其水情自动测报系统会采取一定的结构形式，而三座店做采取的是分层分布式结构，以Inmarsat—C进行组网，以水位雨量遥测站为基础层，对以下几方面的数据参量进行采集，第一是雨量方面的数据，第二是水位方面的数据，其发送信息的方式是采用“自报式”方式，来向水库中心站进行信息发送工作。其管理层是水库分中心站，对遥测站传输的水文数据进行接收，然后对其进行适当的加工与处理，从而使得洪水预报结果能够更为准确。

2 系统的主要功能

2.1测站

本系统中数据采集器选用NARIACS300，是我国唯一基于数据采集平台概念设计的，乃是采用全表面贴装工艺的微功耗数据采集器。特别适合于电能供应有限、使用环境条件恶劣、提供高可靠性的专用系统，有强大的远程通信能力。四个RS-232接口可同时提供4信道远程通信服务，能满足目前水利电力系统对双信道功能的需求。

ACS300数据采集器具有强大的自检功能，当设备出现故障时，能够提供非常全面的报告与记录，方便用户对系统运行方式以及配置进行相应的调整，促使系统在短时间内能够调整到一个最佳状态。可以同时进行以下几方面工作：（1）遥测雨量、（2）遥测水位数据、（3）人工置数，这是依据无人看守的野外环境进行设计的。采用以下两种方式来进行供电：（1）小容量蓄电池、（2）小功率太阳能，在日常工作当中，遥测站的工作会处于一个较低功耗的守候状态，当降雨为0.5毫米时，雨量计翻斗就会进行一次运行，降雨为2毫米时测站数传仪就会发生一定的变化，其雨量累计值就会自动加2，同时进行信道编码，然后将其发送至中心站。

测点选定原则。雨量站的选择是对三座店水库降雨水文资料进行统计的基础，在该雨区内，选取一些点，这些点要具有代表性，用以确保水情记录能够准确。该工程的遥测雨量站共计23个，雨量站所采用的是一体化法拉第筒集成方式，其中以下几种设备集成在全密封筒形机箱内，第一是通讯终端、第二是数据采集器、第三是蓄电池等。筒形机箱有着其相应的位置，应置于高强度防锈铝合金立筒；以下几种设备安装在铝合金立筒上，第一太阳能电池、第二是天线、第三是雨量计。不需要修建遥测站设备站房以及架设天线塔，并且无专门防雷接地要求，无需建设避雷地网。管理局在三座店水库上游建成了13个雨量遥测点，水库下游 10个雨量遥测点几经完成了基础设施建设，正在进行雨量采集器的安装工作，从而形成一个相对完整的水情自测报系统。

2.2中心站

中心站是系统内的信息收集中心，也是信息调度中心，在中心站设备中，其设备的可靠性对水情测报系统有着至关重要的作用，能够对测站发来的数据进行无线接收，然后经过解码、检查后将数据进行存储。

系统软件的组成：

（1）系统初始化：对于新建系统，要对以下几方面参数进行初始化设定，第一是站号、第二是站名、第三是测站属性、第四是水位计类型、第五是水位基质、第六是水位上限等等。

（2）通信状态：“通信状态”软件模块能够将一些没有经过处理的信息进行显示，还能够显示处理过后的水情数据，以便对中心站的通信状态进行监视。

（3）实时数据：主要包括以下几种：（a）表格，（b）棒图，（c）流域图。当接收到遥测站所传输的数据之后，中心站会对这些数据进行判别，消去误码，并且以表格的形式显示出来。“流域图”则是对所选测站的水情数据进行显示，其中包括该站的时段总雨量值，日降雨量，该站的平均雨量值以及该站的最大雨量等。

（4）数据查询：数据查询模块由以下几个子模块构成，选用国内最常用的翻斗式雨量计,（a）雨量记录查询，（b）水位记录查询，（c）原始数据查询，第四是测站通信次数查询，第五是人工置数查询等，显示查询结果的方式可以为以下两种，第一是表格的方式、第二是棒图的方式，查询的方法大体相同。

（5）系统管理：系统管理模块由以下几个子模块所构成，（a）时间设置、（b）测站参数设置、（c）系统参数设置等。可以对时钟进行设置，可以对测站进行添加以及修改或者是删除，也可以对各测站的有关参数进行修改，例如对雨量的增量值进行修改。

（6）打印输出：可以按照时间以及测站号的组合方式，对以下几方面数据进行打印输出：（a）雨量时段数据，（b）水位记录数据，（c）通信记录数据。可以按照日雨量以及月雨量对表格进行输出打印或者是图形输出。

3 系统设计思想

三座店水库水情测报存在以下几方面的问题：第一是交通问题、第二是通讯问题、第三是管理问题，尤其是在山洪暴发时，有很大的可能会造成交通中断，而通讯中断的这种情况会影响到工作的开展。基于此，水情自动化测报系统需要单独组网，同时要有以下几种能力：第一是良好的防雷能力、第二是较好的抗干扰能力，这样才能够更好的掌握雨情、水情，才能够做好水库的防汛工作。

4 自动化技术的作用

随着科学技术取得了较大的突破，自动化技术也得到了较大的发展，在各领域得到了较为广泛的运用。在水利工程管理当中，特别是在水情测报工作当中，因为要在流域内设置多个测站，这些测站通常都会设在一些各方面条件都和环境较为恶劣的地区。而水情测报又需要具备以下几种特性：（1）实时性，（2）准确性，（3）可靠性，（4）综合性等，那么就需要对流域内的雨情水情有着较为全面的了解，要对这些数据进行及时的分析，以便为防汛工作提供较为科学的依据。人工测报就很难满足这些要求，将自动化技术运用到测报系统当中，使得这些问题得到了较好的解决，能够对雨情以及水情的信息进行及时的收集，做到防汛以及发电等综合管理，进而使得工程的安全得到极大的保证。

[1]王莉.浅谈水情自动测报系统在水库管理中的作用[J].中国环境管理干部学院学报,2005,04:53-55.

[2]刘国力.水情自动测报系统在水库管理中的作用[J].中国西部科技(学术),2007,11:112-113+142.

[3]《内蒙古赤峰市三座店水利枢纽工程水情自动测报系统设计文件》SZD/ZT/SQCB-01