閻王鼻子水庫水情自動測報(bào)系統(tǒng)應(yīng)用

王 蕾

（朝陽市閻王鼻子水庫工程建設(shè)管理局，遼寧朝陽 122000）

閻王鼻子水庫水情自動測報(bào)系統(tǒng)應(yīng)用

王 蕾

（朝陽市閻王鼻子水庫工程建設(shè)管理局，遼寧朝陽 122000）

閻王鼻子水庫位于朝陽市肖家店村，在大凌河干流中游，壩址距朝陽市25km，壩址以上流域面積9482km2，占全流域的41%。文章以朝陽市閻王鼻子水庫為例，分析了水情自動測報(bào)系統(tǒng)在水庫中的應(yīng)用，從系統(tǒng)的配置、原理及功能入手，詳細(xì)論述了系統(tǒng)內(nèi)容，并強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)安裝與調(diào)試的過程及注意內(nèi)容，供同類工程參考。

水庫；水情；自動測報(bào)；系統(tǒng)

1 概述

閻王鼻子水庫位于朝陽市肖家店村，在大凌河干流中游，壩址距朝陽市25km，壩址以上流域面積9482km2，占全流域的41%。水庫為年調(diào)節(jié)水庫，水量利用系數(shù)為0.24。壩址區(qū)地震基本烈度為7°。水庫是以滿足朝陽市近期工業(yè)和生活用水及朝陽市郊區(qū)部分農(nóng)業(yè)灌溉用水的工程。水庫總庫容為2.17億 m3，工程規(guī)模為大（2）型，工程等別為Ⅱ等，主要建筑物級別為2級，次要建筑級別為3級。按100a一遇洪水設(shè)計(jì)，1000a一遇洪水校核［1］。

2 水庫水情自動測報(bào)系統(tǒng)

2.1 自動測報(bào)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

閻王鼻子水庫工程建設(shè)管理局水情系統(tǒng)改造項(xiàng)目共設(shè)25個遙測站，其中4個水位、雨量站，21個雨量站，同時設(shè)3個中繼和1個中心站。

2.2 自動測報(bào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及工作體制

在同一系統(tǒng)中，包括有自報(bào)式和應(yīng)答式兩種遙測方式的遙測站。本系統(tǒng)包括25個測站。各個測站與系統(tǒng)中心之間采用超短波通信方式組網(wǎng)。超短波作為視距傳輸媒介，有一定的繞射能力，對大氣干擾、雷電干擾和一般工業(yè)干擾有較強(qiáng)的抗干擾能力，同時，其信道質(zhì)量比較穩(wěn)定，設(shè)備造價比較低。目前，水情測報(bào)系統(tǒng)大多采用超短波組網(wǎng)方式。

子系統(tǒng)中各監(jiān)測站采用自報(bào)式工作體制，這是水文測報(bào)系統(tǒng)中常用的工作方式。具有功耗低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)［2］。

3 設(shè)備選型及系統(tǒng)配置

因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是對原有系統(tǒng)的改造，隱藏在設(shè)備選型上既要考慮設(shè)備的可靠性及經(jīng)濟(jì)性，同時要考慮到是否與原有系統(tǒng)相匹配。

經(jīng)過對原有系統(tǒng)中雨量測站及水位測站的分析，其傳感器均采用美國HANDAR公司的產(chǎn)品，水位儀為超聲波水位儀，因此在主設(shè)備選型上，采用了YDZ—2型遙測儀為雨量測站的數(shù)據(jù)采集器，采用smartdata2000作為水位站的數(shù)據(jù)采集器。這樣既滿足了系統(tǒng)的系統(tǒng)的需要，提高了系統(tǒng)的可靠性，同時也降低了系統(tǒng)的成本。

本系統(tǒng)中繼站是全系統(tǒng)的咽喉，多數(shù)測站與中心站的聯(lián)系都要通過中繼站，因此它的可靠性是非常重要的。

3.1 設(shè)備選型

本著先進(jìn)、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、可靠的原則，本系統(tǒng)的遙測終端機(jī)選YDZ—2測量與控制單元，是北京市水利自動化研究所在原遙測終端機(jī)的基礎(chǔ)上經(jīng)大量改進(jìn)研制的最新測控設(shè)備，功能強(qiáng)大，通信方式靈活，應(yīng)用范圍廣。在水利上的應(yīng)用領(lǐng)域主要有：水情自動測報(bào)系統(tǒng)、大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)、水資源與水環(huán)境動態(tài)檢測系統(tǒng)、供水自動監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)方面灌溉用的自動監(jiān)測系統(tǒng)等。

3.2 系統(tǒng)配置

遙測終端設(shè)備均采用YDZ—2測量與控制單元。

3.2.1 1YDZ—2測量與控制單元的功能

1）8路差分模擬量輸入／輸出。

可接入電壓、電流、電阻、電橋、頻率（振弦）等類型的傳感器?？奢敵龊汶妷涸?、恒電流源、掃頻等激勵信號。動態(tài)零點(diǎn)和增益率定。

2）4路事件觸發(fā)數(shù)字輸入。

提供極低功耗下（50A）事件喚醒和輸入功能。3）16路數(shù)字量輸入。

可接入數(shù)字編碼式、脈沖增量式、開關(guān)狀態(tài)式、頻率式傳感器。

4）8路數(shù)字量輸出。

可編程數(shù)字量輸出，用于控制傳感器或外圍設(shè)備。其中提供2路為大功率（10A）開關(guān)接點(diǎn)，6路為0.1A開關(guān)接點(diǎn)。

5）SDI—12（或 RS232／RS485）智能儀器接口。

用于接入符合美國USGS野外總線標(biāo)準(zhǔn)SDI—12的智能傳感器，也可選擇RS232接入廠家自定義（公開協(xié)議）的智能傳感器，或選擇RS485現(xiàn)場總線接口接入數(shù)據(jù)采集擴(kuò)展板。

6）SPI內(nèi)部總線。

可接入數(shù)據(jù)采集擴(kuò)展模板、通信擴(kuò)展模板、顯示及人工輸入擴(kuò)展模板。

7）數(shù)據(jù)通信接口1。

接入電臺或音頻雙絞線，通過調(diào)制方式與其他測控單元或數(shù)據(jù)采集中心進(jìn)行數(shù)據(jù)及命令傳輸。

8）數(shù)據(jù)通信接口2。

RS232／RS485接口，可接入各種RS232標(biāo)準(zhǔn)的通信設(shè)備，如電話調(diào)制解調(diào)器、GSM移動電話、衛(wèi)星收發(fā)器、微波、光纖等通信網(wǎng)絡(luò)。

9）設(shè)備其他功能。

設(shè)備具有一定的自我檢查檢測功能；系統(tǒng)可以進(jìn)行編程式采集；數(shù)據(jù)存儲器容量大，數(shù)據(jù)可以在現(xiàn)場讀取，并可以遠(yuǎn)程方式讀取；高精度時間控制，可以與中心站時間完全一致；工作電源和工作溫度自動檢測；用戶程序現(xiàn)場設(shè)定和遠(yuǎn)程配置下載；具有數(shù)字再生通信中繼功能和兩種通信介質(zhì)中繼功能；支持多路由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；全部接口有光電隔離或防浪涌電路；支持太陽能光板直接供電。

10）設(shè)備工作模式。

自報(bào)方式；自報(bào)－應(yīng)答方式；應(yīng)答方式。3種工作模式在同一系統(tǒng)中可同時運(yùn)行。

3.2.2 各測站配置和設(shè)備技術(shù)參數(shù)

各遙測站由遙測終端機(jī)、天線、饋線、避雷器、超短波電臺、太陽能電池板、蓄電池、雨量計(jì)、水位計(jì)、信號電纜等組成，通過屏蔽雙絞線和采集設(shè)備連接。

4 軟件系統(tǒng)總體規(guī)劃

整個系統(tǒng)采用四層體系結(jié)構(gòu)。

4.1 表示層

表示層表示呈現(xiàn)給用戶的最終表現(xiàn)形式，本系統(tǒng)采用WEB瀏覽器的方式表現(xiàn)在用戶面前，用戶可以通過瀏覽器對不同的中心站按權(quán)限進(jìn)行訪問。

表示層的開發(fā)采用了 JAVA技術(shù)，提供了更強(qiáng)的安全性和更好的顯示效果，并保證了系統(tǒng)的跨平臺可移植性。表示層只負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)層中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以后呈現(xiàn)給用戶，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需求，按照規(guī)定的接口格式，自己開發(fā)符合自己需求的界面表現(xiàn)形式。

4.2 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層的主要作用是將所有的原始數(shù)據(jù)和經(jīng)過分析加工后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫保存，數(shù)據(jù)庫支持目前所有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。建議中心站采用Unix環(huán)境下的Oracle或DB2數(shù)據(jù)庫，分中心采用Windows環(huán)境下的SQLSERVER數(shù)據(jù)庫。

4.3 業(yè)務(wù)邏輯層

業(yè)務(wù)邏輯層是系統(tǒng)的重要核心內(nèi)容，主要是對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并移送到數(shù)據(jù)層。

4.4 通信層

通信層的主要任務(wù)是從遙測站取得遙測的原始數(shù)據(jù)，并下發(fā)從業(yè)務(wù)邏輯層傳來的需要下發(fā)到遙測站的命令。

5 結(jié) 語

通過多年的運(yùn)行，該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、及時的提供水情，為水庫的運(yùn)行管理提供了重要的基礎(chǔ)保障。

［1］馮昊，何春梅，李范秋.齊齊哈爾水情自動測報(bào)系統(tǒng)站網(wǎng)布設(shè)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.黑龍江水專學(xué)報(bào)，2005，32（02）：116－117.

［2］杜軍，張石娃，趙新生.沁河河口村水庫水文自動測報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.氣象水文海洋儀器，2005（01）：34－38

TV698.1

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1007－7596（2014）08－0051－02

2014－04－21

王蕾（1979－），女，遼寧朝陽人，工程師，從事水利水電工程管理工作。