涵閘工程中的揚(yáng)壓力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)

牛月祥，田軍秋，王炎炎

（河口供水分局，山東 東營(yíng) 257091）

1 涵閘數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的意義

涵閘工程數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)是指在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置監(jiān)測(cè)終端設(shè)備，通過(guò)科技手段傳至網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程查詢和管理的目的，是完善“信息黃河”“數(shù)字黃河”的必然工程。

自動(dòng)化監(jiān)測(cè)為信息化管理提供了可靠的依據(jù)。信息是黃河水量調(diào)度管理工作的基礎(chǔ)，增加水資源調(diào)度管理的科技含量，利用現(xiàn)代化、數(shù)字化信息手段，實(shí)現(xiàn)水資源調(diào)度管理的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，是提高監(jiān)控水平、保證監(jiān)控質(zhì)量、提高監(jiān)控效率、確保黃河不斷流的重要措施。

揚(yáng)壓力的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，可以多級(jí)觀測(cè)、監(jiān)察、管理水閘的滲水壓力和浮托力等情況，及時(shí)了解水閘基礎(chǔ)壓力的變化情況，據(jù)以判斷水閘是否有滑動(dòng)、傾復(fù)等危險(xiǎn)，同時(shí)還為檢查校驗(yàn)水閘的防滲反濾設(shè)施的工作效能提供依據(jù)。

2 傳統(tǒng)的揚(yáng)壓力監(jiān)測(cè)方法

目前對(duì)河流水位的管理和洪水的控制主要在泵站進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在每個(gè)泵站定期收集數(shù)據(jù)，泵站沿河流或水路按一定間隔建造。

手動(dòng)放線測(cè)試是通常采用的方法。用2根并列的防水導(dǎo)線，在導(dǎo)線頂部連接一金屬片，平穩(wěn)放入測(cè)壓管中，金屬片觸水時(shí)形成短路，地面放置的萬(wàn)用表便發(fā)出警示音。停止放線，抽回測(cè)量入洞線長(zhǎng)，即得到較確切水位。這種方法直觀簡(jiǎn)便可行，但勞動(dòng)力成本高，且受人為因素影響，不能快速及時(shí)形成動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，而且也因時(shí)間選擇沒(méi)有規(guī)律而受到影響。

“數(shù)字黃河”治黃新理念的提出和實(shí)施，為黃河水資源統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化管理提供了廣闊的發(fā)展空間和大好機(jī)遇。“數(shù)字黃河”的理念要求能實(shí)時(shí)觀測(cè)河道、水庫(kù)的各種變化及涵閘的運(yùn)行情況，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供直觀的信息，同時(shí)可以改善觀測(cè)、測(cè)量工作人員的工作環(huán)境，減少工作人員，做到無(wú)人值守、少人值班。傳統(tǒng)的水位監(jiān)測(cè)方法明顯不適合技術(shù)進(jìn)步和時(shí)代需求。

3 無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成與功能

涵閘地理狀況多樣，布放明線施工難度大、成本高，加上黃河水質(zhì)等因素影響，故障率較高。無(wú)線監(jiān)測(cè)是最理想的方式，且現(xiàn)有的科技水平也使其具備了實(shí)施條件。

無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)各個(gè)管內(nèi)的水位實(shí)行1～2次/d的在線監(jiān)測(cè)，并利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和報(bào)告，及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)管內(nèi)的水位和動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。

3.1 無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸投入式水位計(jì)終端（傳感器、電池等）服務(wù)器、IP地址、SIM卡、GPRS網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等。

3.2 工作流程

水位傳感器是一個(gè)浮塊和變阻器,通過(guò)浮塊的高低來(lái)改變電阻的大小以確定水位高低。 無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸終端將采集到的水位參數(shù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)和Internet上傳到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、報(bào)警、預(yù)測(cè)及報(bào)表打印等處理后，管理人員可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)版客戶端界面及時(shí)掌握水位的波動(dòng)情況。

3.3 系統(tǒng)功能要求

1）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和傳輸設(shè)備均為低功耗、電池供電；2）在線監(jiān)測(cè)各個(gè)水位，及時(shí)反應(yīng)水位的變化，支持人為設(shè)定上、下限報(bào)警功能和電池欠電壓報(bào)警功能，并及時(shí)通知管理員；3）可按年（月、日）查詢各個(gè)深井液位的歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警信息，按時(shí)段產(chǎn)生歷史曲線圖或柱狀圖；4）可存儲(chǔ)1年以上的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于查閱；5）具有通訊功能，可與更高級(jí)軟件平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

3.4 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1）GPRS網(wǎng)絡(luò)在城區(qū)復(fù)蓋率接近100%,故通信介質(zhì)可靠性很高，且運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低；2）無(wú)線遠(yuǎn)程傳輸投入式水位計(jì)終端為低功耗產(chǎn)品，采用電池供電方式，故不受市電停電影響，不用考慮防雷問(wèn)題，電池能使用2年以上，監(jiān)測(cè)更可靠；3）無(wú)線監(jiān)測(cè)終端重量輕、體積小，無(wú)需外界供電，安裝方式靈活，可以很好地防止設(shè)備被人惡意破壞；4）水位無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件平臺(tái)為WEB網(wǎng)絡(luò)版，上網(wǎng)方便，可隨時(shí)監(jiān)視所有深井液位的波動(dòng)情況；5）揚(yáng)壓力無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將分散的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，改變了過(guò)去需要人工手動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)放線測(cè)試數(shù)據(jù)的落后管理狀況。數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇、備份、恢復(fù)等各項(xiàng)措施的完善都有效的保證了系統(tǒng)的可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

考慮到河道監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布狀況及現(xiàn)有無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)募夹g(shù)特點(diǎn)，采用GPRS為數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，代替人工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，工程安裝簡(jiǎn)單，能很好地解決偏遠(yuǎn)無(wú)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)電話線路地區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸難題。同傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)相比較，更具有簡(jiǎn)便性、靈活性、易操作性，同時(shí)還降低了成本，無(wú)線傳輸方案是現(xiàn)代化工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸最佳的選擇方案。建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，多個(gè)單位可從中心服務(wù)器按需獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各單位實(shí)時(shí)獲得水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的目的。