水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在水庫(kù)防汛中的運(yùn)用分析

張?jiān)迄i

摘 要：近年來(lái)，隨著水庫(kù)管理工作的信息化和自動(dòng)化發(fā)展，水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在水庫(kù)防汛中得到了廣泛應(yīng)用，從而使水庫(kù)管理水平得到了提高?；谶@種認(rèn)識(shí)，文章對(duì)水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行分析，并對(duì)該系統(tǒng)在水庫(kù)防汛中的運(yùn)用意義和方法展開(kāi)了探討，從而為關(guān)注這一話(huà)題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)；洪水調(diào)度；發(fā)電調(diào)度

中圖分類(lèi)號(hào)：TV697.1+3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）28-0149-02

引言

利用水庫(kù)發(fā)電，還要做好水庫(kù)防汛工作，以便完成水庫(kù)的合理調(diào)度，進(jìn)而使水電廠充分進(jìn)行水能的利用。而采用水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)水庫(kù)自動(dòng)化調(diào)度，并增強(qiáng)水庫(kù)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。因此，還要加強(qiáng)水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在水庫(kù)防汛中的運(yùn)用分析，從而更好地加強(qiáng)水庫(kù)管理。

1 水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)概述

所謂的水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，其實(shí)就是水庫(kù)防汛調(diào)度信息的采集、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠利用現(xiàn)代化遙測(cè)技術(shù)、通訊技術(shù)等技術(shù)完成各種水文信息的準(zhǔn)確采集，并完成水情的預(yù)報(bào)，從而使水庫(kù)防汛工作得到有效開(kāi)展。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，該系統(tǒng)由水庫(kù)管理中心站、上下游各類(lèi)測(cè)站及控制站、河道流域各類(lèi)檢測(cè)站構(gòu)成。其中，中心站由遙測(cè)終端、服務(wù)器防雷設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、工作站等構(gòu)成，能夠完成各測(cè)站數(shù)據(jù)的接收、管理和分析。而各檢測(cè)站可以完成降雨量、水位等數(shù)據(jù)的采集，并利用有線(xiàn)或短波等方式完成數(shù)據(jù)發(fā)送。通過(guò)連接各類(lèi)測(cè)站及控制站，則能完成各種數(shù)據(jù)的自動(dòng)測(cè)量。就目前來(lái)看，水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)已經(jīng)在水文實(shí)時(shí)信息采集、洪水預(yù)報(bào)和防洪調(diào)度等方面得到了應(yīng)用。

2 水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在水庫(kù)防汛中的運(yùn)用意義

2.1 實(shí)現(xiàn)水庫(kù)自動(dòng)化調(diào)度

在水電廠水庫(kù)防汛工作中，過(guò)去需要通過(guò)信息采集、傳遞、收集和處理等多個(gè)流程完成水文信息工作，所以難以完成信息的及時(shí)獲取，繼而難以實(shí)現(xiàn)水庫(kù)的科學(xué)調(diào)度。受這一因素的影響，水庫(kù)水能無(wú)法得到充分利用，給水電廠發(fā)電帶來(lái)了較大損失。而運(yùn)用水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，能夠利用先進(jìn)技術(shù)及時(shí)完成相關(guān)數(shù)據(jù)的收集，并結(jié)合自動(dòng)采集得到的水文情況和氣候情況生成直觀圖表，加強(qiáng)對(duì)水庫(kù)汛期的實(shí)時(shí)掌控，進(jìn)而使水庫(kù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化調(diào)度[1]。因此，運(yùn)用水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，能夠使水庫(kù)自動(dòng)化調(diào)度工作得到更好開(kāi)展，從而使水電廠水能利用率得到有效提高，進(jìn)而為水電廠帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行可靠性

在傳統(tǒng)水庫(kù)防汛工作中，需要由基層人員利用專(zhuān)用設(shè)備完成水文數(shù)據(jù)采集。而由于采集過(guò)程較為復(fù)雜，得到的數(shù)據(jù)信息也具有內(nèi)容復(fù)雜的特點(diǎn)，所以容易出現(xiàn)讀數(shù)、計(jì)量錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致后期數(shù)值的測(cè)算出現(xiàn)較大誤差。將這些數(shù)據(jù)用在水庫(kù)防汛調(diào)度中，則將導(dǎo)致水利發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行出現(xiàn)波動(dòng)，進(jìn)而給電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性帶來(lái)不良影響。運(yùn)用水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，則能采用先進(jìn)的技術(shù)完成水文信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集，并利用科學(xué)通訊技術(shù)完成數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸，最終利用計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)的科學(xué)計(jì)算，從而使水庫(kù)防汛調(diào)度工作得到科學(xué)開(kāi)展。因此，運(yùn)用水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，能夠減少水利發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行波動(dòng)，使電網(wǎng)運(yùn)行保持較高的穩(wěn)定性。

2.3 提高水庫(kù)使用安全性

在水電廠水庫(kù)防汛工作中，未能科學(xué)完成水庫(kù)防汛調(diào)度，將導(dǎo)致汛災(zāi)的發(fā)生，進(jìn)而給水電廠生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)較大的安全威脅。而運(yùn)用水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，能夠自動(dòng)完成水情的測(cè)報(bào)，并提供準(zhǔn)確的水情信息，所以能夠?yàn)樗畮?kù)防汛提供技術(shù)支撐。在水庫(kù)調(diào)度管理的過(guò)程中，利用該系統(tǒng)指定科學(xué)的管理決策，則能使水庫(kù)防汛工作得到有序開(kāi)展，確保水庫(kù)防汛功效的充分發(fā)揮，進(jìn)而為水電廠的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)提供更多安全保障。

3 水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在水庫(kù)防汛中的實(shí)際運(yùn)用

3.1 系統(tǒng)體系布置

在水庫(kù)防汛中運(yùn)用水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，還要完成系統(tǒng)體系的合理布置。具體來(lái)講，就是要完成中心站、各類(lèi)測(cè)站和檢測(cè)站的布置，以確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。首先，可以利用遙測(cè)前置機(jī)、數(shù)據(jù)通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和應(yīng)用工作站等設(shè)備、設(shè)施完成中心站的布置，以確保系統(tǒng)能夠完成數(shù)據(jù)接收、分析和水情預(yù)報(bào)，并完成水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度、信息發(fā)布等任務(wù)。其次，可以結(jié)合實(shí)際情況完成多個(gè)水位雨量站、雨量站和個(gè)水位站的設(shè)置，以完成各測(cè)點(diǎn)水、雨情實(shí)施數(shù)據(jù)的采集和提供。在各測(cè)站布置時(shí)，為使裝置保持實(shí)時(shí)待機(jī)狀態(tài)，可以采用太陽(yáng)能電池供電，以便使裝置耗電量多的問(wèn)題得到解決，繼而使系統(tǒng)保持高效的數(shù)據(jù)傳輸效率。再者，在各測(cè)站及控制站的布置上，可以使用遠(yuǎn)程控制終端、水位計(jì)、數(shù)據(jù)傳送裝置等，以加強(qiáng)數(shù)據(jù)信息的傳輸管理。通常的情況下，遙測(cè)站覆蓋面積較小，還應(yīng)利用VHF短波通訊模式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并使用多級(jí)中繼組網(wǎng)完成數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，以免數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)碼、掉包等問(wèn)題，進(jìn)而使系統(tǒng)運(yùn)行保持較高的穩(wěn)定性[2]。此外，水電站水庫(kù)多處在山區(qū)，還要采取防雷措施，以免雷電給系統(tǒng)帶來(lái)?yè)p害。具體來(lái)講，就是要在室外各測(cè)站完成避雷針的安裝，并在機(jī)房完成避雷器的安裝，同時(shí)加強(qiáng)接地電阻連接。使用的避雷設(shè)備擁有較強(qiáng)過(guò)流能力，并且泄流時(shí)間較短，能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供有效保護(hù)。

3.2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

在水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，可采用三層軟件結(jié)構(gòu)，即客戶(hù)端、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，從而分別為用戶(hù)訪問(wèn)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)和優(yōu)化提供支持。在中心站軟件系統(tǒng)建設(shè)中，需設(shè)計(jì)界面層、數(shù)據(jù)庫(kù)層和業(yè)務(wù)邏輯層等多種平臺(tái)，從而分開(kāi)完成數(shù)據(jù)訪問(wèn)、存儲(chǔ)和分析，并加強(qiáng)系統(tǒng)范圍和功能的定義。在不同的運(yùn)行環(huán)境中，可以采用不同的配置方式和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的系統(tǒng)使用需求。此外，系統(tǒng)可以采用模塊化結(jié)構(gòu)，按照功能完成各模塊的劃分，并完成模塊間的無(wú)縫集成。采用該種軟件結(jié)構(gòu)，能夠使系統(tǒng)具有通用、可靠和便于擴(kuò)展、升級(jí)的特點(diǎn)，能夠體現(xiàn)系統(tǒng)的先進(jìn)性。

3.3 系統(tǒng)信息通信

采用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息通信，在水庫(kù)水文情況發(fā)生改變的情況下，各遙測(cè)站將完成水情信息的自動(dòng)采集。而即便水庫(kù)水文情況未發(fā)生變化，每隔一段時(shí)間，系統(tǒng)也將采集水情信息。在對(duì)遙測(cè)站信息進(jìn)行接收時(shí)，各類(lèi)測(cè)站及控制站能夠完成數(shù)據(jù)的異地備份，中心站則能完成信息實(shí)時(shí)接收，并對(duì)信息展開(kāi)統(tǒng)一分析。利用獨(dú)立接收裝置，水調(diào)系統(tǒng)可以完成要測(cè)數(shù)據(jù)的直接接收。與此同時(shí)，借助防火墻系統(tǒng)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，防汛預(yù)警系統(tǒng)也能獲得有關(guān)數(shù)據(jù)。通過(guò)廠房發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)，測(cè)報(bào)系統(tǒng)則能獲得機(jī)組發(fā)電數(shù)據(jù)，然后利用中心站數(shù)據(jù)服務(wù)器完成各種數(shù)據(jù)的綜合分析，以完成水庫(kù)運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一計(jì)算。此外，利用通訊接口，系統(tǒng)能夠?yàn)樗畮?kù)調(diào)度決策的制定提供數(shù)據(jù)依據(jù)。從整體上來(lái)看，采用水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，各站點(diǎn)將采用不同的信息傳輸方式。在進(jìn)項(xiàng)測(cè)量方面，各站點(diǎn)采用短波傳輸方式完成數(shù)據(jù)傳輸。在中心站與控制站之間，則可以采用光纖完成數(shù)據(jù)傳輸。

3.4 系統(tǒng)功能組成

從系統(tǒng)功能組成上來(lái)看，系統(tǒng)能夠提供數(shù)據(jù)采集處理、數(shù)據(jù)計(jì)算、水庫(kù)調(diào)度、綜合查詢(xún)、報(bào)表管理和洪水預(yù)報(bào)等功能。在這幾個(gè)模塊中，洪水預(yù)報(bào)為主要功能，可以根據(jù)流域水文特性完成防汛調(diào)度決策的制定，并實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)的安全運(yùn)行管理。該模塊采用河系預(yù)報(bào)和江模型這兩種方案，前一種主要進(jìn)行河系預(yù)報(bào)，同時(shí)需完成降雨徑流預(yù)報(bào)。通過(guò)在河系預(yù)報(bào)中引入其他預(yù)報(bào)模型成果，則能起到相互補(bǔ)充的作用，進(jìn)而使系統(tǒng)完成高精度預(yù)報(bào)工作。在水庫(kù)調(diào)度方面，系統(tǒng)不僅能夠完成洪水調(diào)度，同時(shí)也能完成發(fā)電調(diào)度。利用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)洪水調(diào)度，主要的目的是確保大壩安全，并且有效減少上下游淹沒(méi)損失。而想要達(dá)成這一目的，應(yīng)加強(qiáng)水庫(kù)蓄洪量和分洪量的管理[3]。按照防洪庫(kù)容最小的原則，在汛期需要使水庫(kù)高水位歷時(shí)盡可能縮短，以確保水庫(kù)水位能夠達(dá)到汛限水位，進(jìn)而更好地預(yù)防大洪水的出現(xiàn)。在發(fā)電調(diào)度方面，系統(tǒng)將以實(shí)時(shí)徑流、負(fù)荷和水文等三方面的預(yù)報(bào)成果完成發(fā)電效益分析，以達(dá)到綜合效益最大化的目標(biāo)。結(jié)合采集的各種數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)會(huì)采用優(yōu)化調(diào)度算法進(jìn)行計(jì)算，確保電站發(fā)電調(diào)度規(guī)程和綜合要求得到滿(mǎn)足，然后結(jié)合當(dāng)前發(fā)電形勢(shì)完成發(fā)電調(diào)度計(jì)劃的調(diào)整，進(jìn)而完成發(fā)電調(diào)度決策。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，在水庫(kù)防汛中運(yùn)用水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)水庫(kù)自動(dòng)化調(diào)度，還能增強(qiáng)水庫(kù)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，所以能夠提高水電廠發(fā)電效率，為水電廠帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際運(yùn)用該系統(tǒng)的過(guò)程中，還要做好系統(tǒng)體系布置和軟件結(jié)構(gòu)及通信設(shè)計(jì)，以便使系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮各項(xiàng)功能，進(jìn)而使水庫(kù)在汛期保持安全可靠的運(yùn)行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王艷.半截河水庫(kù)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)分析[J].黑龍江水利科技，

2013，41（08）：110-111.

[2]張鴻，王東，王弛.水情遙測(cè)系統(tǒng)在水庫(kù)科學(xué)調(diào)度中的應(yīng)用[J].黑龍江水利科技，2012，40（11）：238-239.

[3]李鴻鵬.強(qiáng)化水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)管理與維護(hù)的重要性[J].黑龍江水利科技，2013，41（10）：163-164.

[4]胡江，宋小燕，萬(wàn)濤.淺談魯?shù)乩娬舅樽詣?dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)應(yīng)用與實(shí)踐[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（35）：221.endprint