淺談錦江水庫水文自動測報系統(tǒng)及其維護

楊建波

摘 要:水文自動測報系統(tǒng)已經(jīng)廣泛運用到水庫管理當(dāng)中,本文概述了錦江水庫水文遙測系統(tǒng)的組成和功能,結(jié)合運行維護的情況,對系統(tǒng)主要設(shè)備常見的問題進行了探討與分析。

關(guān)鍵詞:水文自動測報系統(tǒng)避雷預(yù)報

中圖分類號:TV8 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0151-01

仁化縣錦江水庫位于廣東省北部,湞江一級支流錦江河峽谷出口,屬峽谷型水庫,水庫回水沿河谷兩岸呈狹長條形,庫周均為崇山峻嶺。錦江河干流全長108公里,壩址上游集雨面積1410平方公里,植被良好。流域雨季明顯,降雨主要集中于3～8月,占年雨量的73.5%。多年平均降雨量1660毫米,年平均降雨天數(shù)153天?？値烊?.89億立方米,興利庫容0.68億立方米,調(diào)洪庫容0.45億立方米,季調(diào)節(jié)水庫。工程效益以防洪、發(fā)電為主,屬大(二)型水庫。

1系統(tǒng)組成及功能

目前水庫共有水情測報終端10個,其中雨量遙測站5個、水位遙測站1個,水位雨量遙測站4個人,中繼站1個,分別分布在庫區(qū)深山地帶,以無人值守的模式工作。

水情自動測報系統(tǒng)屬于應(yīng)用遙測、通信、計算機技術(shù),完成江河流域降雨量、水位、流量、閘門開啟度等數(shù)據(jù)的實時采集、報送和處理的信息系統(tǒng)。洪水預(yù)報是防汛抗洪的重要組成部分,要求快速和準確。

系統(tǒng)功能是自動采集、傳輸和處理流域內(nèi)的實時水情數(shù)據(jù),及時反映流域區(qū)間的雨情、水情信息實況,并通過水文預(yù)報作業(yè),掌握未來一定時間之內(nèi)來水趨勢,為流域內(nèi)水電站的防洪、水庫調(diào)度提供科學(xué)的決策依據(jù)。

2通信終端

水文自動測報系統(tǒng)通信方式因遙測站與中心站之間地理環(huán)境和通訊條件的差異而不同。我們主要采用超短波通訊,離中繼站遠的采用GSM通信方式。

隨著GSM通信技術(shù)完善和提高,系統(tǒng)安裝調(diào)試完成后硬件上基本是很少出現(xiàn)問題。而困擾GSM通訊的難題就是公用通訊網(wǎng)絡(luò)不能保障,如遇見暴風(fēng)強降雨天氣,可能造成面積區(qū)域停電式GSM基站子系統(tǒng)陷入癱瘓從而中斷通信服務(wù),而水文自動測報工作越是在惡劣天氣越是必要。

東嶺、塘洞、大水壩為GSM通訊方式,也是純雨量遙測站,其余采用超短波的通訊方式。

GSM手機模塊在電池電壓較低的情況下,會出現(xiàn)掉電現(xiàn)象時,當(dāng)電壓回升后,GSM手機模塊并不能正常啟動,此時查看GSM手機模塊頂部的紅色信號燈是否閃爍,如不閃,則拔下GSM電源線,待5s以后重新插上,GSM手機模塊頂部的紅色信號燈閃爍則啟動成功,故障解除。

錦江水庫水文遙測系統(tǒng)除東嶺、塘洞、大水壩三個遙測站,其他各站均采用TDJ-230-9定向天線。這種天線具有前向增益高、副瓣和后向輻射小、頻帶寬、抗干擾強等特點。天線一般情況下在戶外使用,調(diào)好最佳位置后,要固定好,防止大風(fēng)刮偏天線。特別要注意有源振子盒、天線饋線接頭的連接和防水工作。

3數(shù)據(jù)采集傳感器

錦江水庫水文測報系統(tǒng)主要采集雨量和水位等參數(shù),采用翻斗式雨量計和浮子式水位計。當(dāng)遙測站出現(xiàn)有雨量不正常時,應(yīng)檢查翻斗式雨量干簧管是否損壞,在斷電的情況下,萬用表選用電阻檔,兩個測試棒接到雨量計上的兩個接線端,輕輕翻動翻斗,觀察萬用表指針是否發(fā)生轉(zhuǎn)動,如果指針不動則表明干簧管存在問題,應(yīng)及時起用備用干簧管或更換干簧管;檢查雨量信號線接頭接觸是否良好;檢查雨量計翻斗是否被卡死。當(dāng)RTU出現(xiàn)有降雨時出現(xiàn)多記錄,應(yīng)檢查雨量信號線接頭是否有接觸不良、短路等情況;檢查雨量信號線是否存在破皮搭鐵現(xiàn)象。

4電源系統(tǒng)

采用太陽能電池浮充蓄電池供電,交流供電為備用電源。

當(dāng)蓄電池電壓達到一定值時,充電保護器自動切斷充電電路;電壓低時,能防止反充電,有效的保護蓄電池。但是,當(dāng)充電保護器發(fā)生斷路,太陽能板不能為蓄電池浮充,不能及時發(fā)現(xiàn)處理,就會造成蓄電池放電虧損。

為了解決這一問題,我們每個遙測站都安裝了電源模塊,對蓄電池的電壓進行檢測,采集到的雨量和水位數(shù)據(jù)以及蓄電池的電壓,一并發(fā)回中心站,為延長蓄電池的使用壽命提供了保障。

而中繼站的蓄電池電壓是沒有監(jiān)測的。離中繼站遠些的遙測站一個或多個通訊不正常,中心站電臺收發(fā)的聲音伴有沙沙聲時,一般是中繼站供電電壓過低。

5避雷系統(tǒng)

直擊雷主要表現(xiàn)直接擊中室外高處的物體,如室外的通訊天線,雨量計,太陽能電池板架空的電源線和信號線;感應(yīng)雷影響主要是由于雷電的發(fā)生,發(fā)生電磁感應(yīng),天饋線、信號線、電源線及其它導(dǎo)電體內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)過電壓,危害到設(shè)備的安全。

采用超短波通訊的測站,對防雷措施尤為重要,特別是中繼站一般設(shè)在位置較高的山上,并且架設(shè)在鋼塔頂部,存在極大的引雷隱患。

錦江水庫水文遙測系統(tǒng)經(jīng)過2005年的升級改造后,沒有出現(xiàn)因為雷擊使設(shè)備遭受大面積的損壞。系統(tǒng)RTU由原來的單片機換成PLC,運行更加可靠;各超短波通訊的測站,避雷系統(tǒng)加裝了饋線避雷器;調(diào)節(jié)避雷針的高度;調(diào)整避雷針與天線的距離;增加地網(wǎng)的鋪設(shè),使地網(wǎng)的建設(shè)標(biāo)準全面達到接地電阻≤4Ω。測站的防雷水平得到了有效的提高。

6洪水預(yù)報

庫區(qū)上游降雨量、支流水位測報以全天候自動測報為主,人工觀測為輔。預(yù)測洪峰入庫時間;暴雨中心在長江或城口洪峰入庫時間為5h～6h;預(yù)測洪峰流量;利用降雨量與洪水水量關(guān)系曲線預(yù)報一天、三天、七天洪水總量。多年來我們根據(jù)自動測報數(shù)據(jù)進行水文預(yù)報提前泄洪或提前加大泄洪流量,降低庫水位的方式進行調(diào)洪,調(diào)洪效果理想。

系統(tǒng)建成投入使用后,水文工作效率大大提高,為水庫的防洪渡汛和水庫調(diào)度提供了重要依據(jù),為防汛部門采取積極有效的防洪減災(zāi)措施提供了可靠的信息,使下游1.26萬人口、1.2萬畝農(nóng)田、十多億元人民幣固定資產(chǎn)減輕或免遭洪水的危害。

參考文獻

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