清沙河水庫工程的水情測報(bào)系統(tǒng)探析

盧邦木

(貴州拓土資源開發(fā)有限公司，貴陽 550000)

在本次水利工程項(xiàng)目研究工作當(dāng)中，針對清沙河水利工程所在河流為長江流域?yàn)踅迪⒎楹又Я髑迳澈?，壩址以上的總集雨面積達(dá)到16.1km2，主河道長度為6.07km，整體的流域形狀系數(shù)為0.39。工程以息烽氣象站、修文水文站和麥翁水文站為主要水文參證站分析。選擇息烽氣象站為水文參證，并采用息烽氣象站1956-2016年多年平均年降水量統(tǒng)計(jì)分析成果，結(jié)合多年平均年徑流深等值線圖，設(shè)計(jì)流域多年平均年降水量1110.52mm。水庫徑流年內(nèi)分配按照修文水文站和麥翁水文站同期資料計(jì)算，結(jié)合枯水調(diào)查和實(shí)測成果分析，設(shè)計(jì)流域枯水徑流分析最小月徑流量均值為 8.8萬m3，枯水模數(shù)為2.11L/s·km2。

1 水庫工程水情測報(bào)系統(tǒng)分析

1.1 水情測報(bào)工作的主要內(nèi)容

水情自動化監(jiān)測系統(tǒng)屬于一種應(yīng)用在遙感測量無線電力通訊、水文水資源、計(jì)算機(jī)以及儀器檢測等各種技術(shù)手段，對壩址區(qū)域以上流域內(nèi)部的洪水雨水等水文以及氣象因素展開全面預(yù)測和分析，屬于一種智能化信息收集和分析系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)的有效應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對水庫工程運(yùn)行期限范圍內(nèi)的工作安全性展開綜合分析和判斷，為當(dāng)?shù)貐^(qū)域的汛情提供出相應(yīng)的預(yù)報(bào)，同時(shí)全面改善水利工程的安全運(yùn)行條件，有效避免產(chǎn)生安全隱患問題。

1.2 水情測報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作原則

本次清沙河水庫工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，有效遵循安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、技術(shù)先進(jìn)、配置科學(xué)、維護(hù)簡單以及具有更高工作穩(wěn)定性的相關(guān)設(shè)計(jì)工作原則，并且在充分滿足工程水情測報(bào)監(jiān)測工作的條件下，兼顧到水庫工程運(yùn)行期限范圍內(nèi)、水情預(yù)報(bào)和水庫調(diào)度工作的相關(guān)要求。

2 水庫工程水情測報(bào)系統(tǒng)建設(shè)工作的重要性

通過該系統(tǒng)的有效應(yīng)用，綜合水文條件、遙感測量電信以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)理論，實(shí)現(xiàn)自動快速和高效的完成使用系統(tǒng)的自動監(jiān)測采集以及基層工作，可以進(jìn)一步增加水庫工程洪水的預(yù)見期，并且提高預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的精確度以及保證預(yù)報(bào)策略制定的科學(xué)性，改變以往單純以人工測量水平數(shù)據(jù)的落后情況，進(jìn)一步擴(kuò)大水情測報(bào)的范圍。通過水平測報(bào)系統(tǒng)的有效應(yīng)用，在江河流域的防洪工作、水庫安全度汛經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以及對設(shè)計(jì)資源合理應(yīng)用等多個(gè)方面發(fā)揮出了非常關(guān)鍵性的作用，已經(jīng)成為國內(nèi)外水利工程項(xiàng)目當(dāng)中普遍采用的一種監(jiān)控系統(tǒng)。從水庫工程本身安全運(yùn)行、合理調(diào)度的角度出發(fā)，也有必要建設(shè)水文自動測報(bào)系統(tǒng)[1]。與此同時(shí)，國家相關(guān)紀(jì)委以及相關(guān)水利行政管理單位要求，在水利工程項(xiàng)目建設(shè)施工當(dāng)中，必須要有效建立起更加科學(xué)完善的水文預(yù)報(bào)工作系統(tǒng)，有效保證水工程項(xiàng)目的防洪工作安全。通過建立起水情自動測報(bào)工作系統(tǒng)，可以有效提供出實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性的降雨信息條件，是保證整個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也是保證水庫工程項(xiàng)目水體調(diào)度，以及控制安全水位的重要保障措施。

3 水情數(shù)據(jù)的傳輸與設(shè)計(jì)工作

3.1 工作體制分析

進(jìn)行自動測報(bào)工作系統(tǒng)數(shù)據(jù)在傳輸工作過程中，通常情況下分為自報(bào)式、查詢應(yīng)答式以及混合式3種不同的傳輸設(shè)計(jì)工作方法。根據(jù)現(xiàn)行的信息通信技術(shù)發(fā)展情況，以及遙感測量技術(shù)功能的日漸完善，可以有效跟進(jìn)工作要求對整個(gè)水平測報(bào)系統(tǒng)工作體制進(jìn)行有效設(shè)計(jì)。因此，通過采取時(shí)間自報(bào)、定時(shí)自報(bào)、查詢應(yīng)答的混合工作提示方法，不但可以充分滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息收集的實(shí)時(shí)性效果，同時(shí)還可以有效獲取時(shí)段信息數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離信息收集與測控工作[2]。在本次水庫水文自動測報(bào)系統(tǒng)當(dāng)中，通過采用可編程的定時(shí)自報(bào)應(yīng)答測量工作方法，可以充分發(fā)揮出該測報(bào)系統(tǒng)的工作優(yōu)勢，同時(shí)相關(guān)工程單位針對本次水利工程水文自動測報(bào)系統(tǒng)的概算情況進(jìn)行了詳細(xì)匯總，主要包含的項(xiàng)目設(shè)施以及對應(yīng)的造價(jià)情況，如表1所示。

表1 清沙河水庫水文自動測報(bào)系統(tǒng)概算匯總表

續(xù)表1 清沙河水庫水文自動測報(bào)系統(tǒng)概算匯總表

3.2 系統(tǒng)通訊工作方式

本次清沙河水庫工程水情測報(bào)系統(tǒng)當(dāng)中，所使用的通訊方法主要包含衛(wèi)星通訊、超短波通訊、電話通訊以及公用數(shù)據(jù)通訊等相關(guān)通信技術(shù)方法。由于本系統(tǒng)對于通信工作的可靠性以及暢通率的要求相對較高，根據(jù)我國貴州省多個(gè)大中型實(shí)驗(yàn)站，水情自動化測報(bào)工作的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，在本次系統(tǒng)當(dāng)中通過采取GSM通信工作方法。除此之外，如果信道條件允許的情況下，可以通過使用超短波通訊方式來作為備用通道補(bǔ)充單元，有效考慮到防汛抗旱指揮工作的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)，其中水庫大壩上水位雨量站配置多路信道，并且基于GPRS發(fā)往各個(gè)不同地區(qū)的防汛抗旱指揮系統(tǒng)當(dāng)中來進(jìn)行綜合處理[3]。

水庫自動測報(bào)系統(tǒng)當(dāng)中可以將其分為水平測報(bào)系統(tǒng)、防雷工作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等重要的系統(tǒng)組成部分。通過各遙測雨量站、遙測水位站、可以將其中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息及時(shí)的傳輸?shù)街行恼鞠到y(tǒng)當(dāng)中，通過CTU接收之后，將信息數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)浇邮展ぷ髡緝?nèi)部，并且在經(jīng)過接收工作站的處理工作之后，將其直接移交到中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器當(dāng)中來進(jìn)行管理調(diào)度分析。工作站通過使用對應(yīng)的軟件系統(tǒng)，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析和處理，有效形成更加科學(xué)合理的水體工作方案，有效保證水庫工程項(xiàng)目的整體服務(wù)工作安全性和穩(wěn)定性。

3.3 計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

整個(gè)系統(tǒng)主要是以水庫管理中心站為主要控制部分，通過建立起一個(gè)中心管網(wǎng)結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)、內(nèi)部設(shè)置中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)接收工作站以及水庫調(diào)度分析工作站等相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施，在中心服務(wù)器當(dāng)中配備相應(yīng)的文件服務(wù)器以及數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)器。在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中可以充分實(shí)現(xiàn)辦公自動化控制以及信息的共享，外部遙測站點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)將實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)信息直接送往數(shù)據(jù)接收站當(dāng)中，數(shù)據(jù)接收站可以將收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合之后，集中發(fā)送到中心服務(wù)器內(nèi)部進(jìn)行處理。與此同時(shí)，水庫調(diào)度工作站在工作當(dāng)中，可以通過對軟件系統(tǒng)展開集中化數(shù)據(jù)測定和分析，有效形成標(biāo)準(zhǔn)化的調(diào)度工作方案，為整個(gè)水庫水位的監(jiān)測以及水庫運(yùn)行安全管理工作提供出必要的工作策略，然后將其直接轉(zhuǎn)交到自動控制工作站當(dāng)中來進(jìn)行應(yīng)用。

3.4 防雷系統(tǒng)

通過有效建立起一套科學(xué)有效的防雷保護(hù)工作系統(tǒng)，有效避免雷電的侵入，同時(shí)有效防止大部分雷擊事故的產(chǎn)生，全面提高電氣設(shè)備以及計(jì)算機(jī)設(shè)備的抗雷電沖擊工作能力和效果，最大限度上避免雷擊問題對系統(tǒng)設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞。通過建立起科學(xué)有效的計(jì)算機(jī)工作系統(tǒng)和電氣設(shè)備安全防護(hù)工作系統(tǒng)，有效防止計(jì)算機(jī)操作工作人員，在電氣設(shè)備絕緣體產(chǎn)生損壞時(shí)而產(chǎn)生觸電性事故，同時(shí)有效防止計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在工作過程中的直流工作電壓受到嚴(yán)重的干擾以及波動問題，避免產(chǎn)生各種不同的電磁干擾現(xiàn)象，進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的工作安全性和穩(wěn)定性[4]。

3.5 應(yīng)用軟件系統(tǒng)

本系統(tǒng)由信息采集系統(tǒng)、信息處理查詢系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)組成，按模塊劃分為信息采集接收模塊、實(shí)時(shí)信息動態(tài)監(jiān)視模塊、信息查詢與維護(hù)模塊、報(bào)表模塊、調(diào)度模塊、數(shù)據(jù)庫及管理模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信訪問及傳送模塊共5個(gè)模塊。整個(gè)應(yīng)用軟件系統(tǒng)的總功能能夠正確地、全面地進(jìn)行水情、雨情及工情信息的收集、輸入、修改、查詢及控制，并實(shí)時(shí)動態(tài)顯示有關(guān)信息，通過人機(jī)交互進(jìn)行調(diào)度方案制訂、調(diào)度成果管理，為灌溉、供水、防洪提供信息管理服務(wù)。

4 結(jié) 語

綜上，水情測報(bào)自動監(jiān)測系統(tǒng)主要是為了適應(yīng)江河，水庫、水電站以及城鎮(zhèn)等各種防洪以及興力調(diào)度工作的要求，逐步實(shí)現(xiàn)對該系統(tǒng)展開現(xiàn)代化管控工作目標(biāo)。通過使用現(xiàn)代化的科技技術(shù)，對整個(gè)信息展開實(shí)時(shí)性收集信息傳輸，以及一體化的自動化技術(shù)應(yīng)用控制，有效解決江河流域以及水庫洪水預(yù)報(bào)、防洪調(diào)度、興利調(diào)度以及水資源綜合利用等各種先進(jìn)的技術(shù)方法。