水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在新疆克孜爾水庫(kù)工程管理中的應(yīng)用與維護(hù)

金美麗

【摘要】本文就水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在新疆克孜爾水庫(kù)工程管理中的應(yīng)用情況做了相關(guān)闡述，并分析了水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在日常工程管理中的維護(hù)工作，以及如何在水庫(kù)工作過(guò)程中及時(shí)做出準(zhǔn)確的測(cè)報(bào)，從而實(shí)現(xiàn)防汛及時(shí)，調(diào)度現(xiàn)代化以及及時(shí)迅速的掌握水庫(kù)流域的水情、雨情信息。

【關(guān)鍵詞】克孜爾水庫(kù)；水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)；應(yīng)用；維護(hù)

引言

水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)對(duì)于一個(gè)水庫(kù)設(shè)施來(lái)說(shuō)是非常重要的部分，而新疆克孜爾水庫(kù)的水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在為洪水調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)的基礎(chǔ)上，包括信息遙測(cè)子系統(tǒng)、信息查詢處理子系統(tǒng)等，可以做到及時(shí)自動(dòng)的采集水、雨情報(bào)信息，從而及時(shí)的做出相關(guān)的預(yù)報(bào)工作。對(duì)于一個(gè)水庫(kù)來(lái)說(shuō)，預(yù)測(cè)上游的水雨情對(duì)于防洪以及洪水調(diào)度都有著重大的意義，高精度的預(yù)測(cè)可以為水庫(kù)的安全度汛、合理調(diào)蓄洪水提供可靠的信息支持。

1、新疆克孜爾水庫(kù)工程概況

新疆克孜爾水庫(kù)位于新疆阿克蘇地區(qū)拜城縣境內(nèi)渭干河干流木扎提河與支流黑孜河的交匯處，系塔里木河水系渭干河流域上的一座以灌溉、防洪為主，兼有水力發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖與旅游開(kāi)發(fā)等綜合利用效益的大（Ⅰ）型水利樞紐工程。水庫(kù)設(shè)計(jì)總庫(kù)容6.4×108m3，興利庫(kù)容4.77×108m3，壩址以上集水面積為44km2，為年調(diào)節(jié)水庫(kù)。水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)按千年一遇洪水設(shè)計(jì)（5720m3/s），萬(wàn)年一遇洪水校核（8160m3/s），大壩為黏土心墻砂礫石壩，最大壩高44米。水庫(kù)電站裝有4臺(tái)單機(jī)容量為6500kW的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量2.6×104kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量為1.34×108kW.h。

克孜爾水庫(kù)在1998年10月正式通過(guò)水利部主持的工程竣工驗(yàn)收工作，正式進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。同年，基于水庫(kù)的安全運(yùn)行和管理，先后完善了大壩的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水庫(kù)地震遙測(cè)系統(tǒng)以及水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)等。其中水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在收集上流水域水雨情信息的過(guò)程中非常重要，為防洪調(diào)度提供重要信息。通過(guò)水雨情實(shí)時(shí)遙測(cè)、動(dòng)態(tài)監(jiān)視，最終達(dá)到水庫(kù)上游水雨情的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，及時(shí)預(yù)報(bào)水庫(kù)運(yùn)行期間上游的來(lái)水量，及時(shí)做出水量的合理調(diào)度方案，為水庫(kù)的安全合理運(yùn)行提供可靠依據(jù)。本文主要闡述了水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在水庫(kù)工程管理中的應(yīng)用以及維護(hù)。

2、水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在新疆克孜爾水庫(kù)工程管理中的應(yīng)用

新疆克孜爾水庫(kù)的水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)主要在渭干河上游流域布設(shè)水位站以及雨情站點(diǎn)，多數(shù)的雨量站點(diǎn)布設(shè)在海拔2000米左右的前山區(qū)。由于克孜爾水庫(kù)位于新疆南疆天山南麓和秋麗塔克山之間，其上游為高山區(qū)下游為丘陵地形，需要檢測(cè)的地區(qū)廣而且地形復(fù)雜，水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)需要應(yīng)對(duì)相當(dāng)多的實(shí)際問(wèn)題。

2.1 水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)基本原理。現(xiàn)代化的水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)通過(guò)遙測(cè)手段采集水雨信息，傳統(tǒng)的水庫(kù)雨水情監(jiān)測(cè)最大的區(qū)別是采用了計(jì)算機(jī)、超短波通信等技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了克孜爾水庫(kù)的水雨情信息自動(dòng)化收集和傳輸、處理。

具體的工作過(guò)程就是分布在上游地區(qū)的雨情遙測(cè)站將信息的變化通過(guò)無(wú)線電信號(hào)發(fā)送至中繼站，并通過(guò)中繼站的轉(zhuǎn)發(fā)將接收到的水位、雨量等的變化信息發(fā)送至中心站。中心站通過(guò)一系列的信號(hào)處理過(guò)程將水位、雨量等信息轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別使用的數(shù)字信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)顯示、分析等數(shù)字化操作。最終實(shí)現(xiàn)了水庫(kù)的水雨情信息的自動(dòng)收集、處理、傳輸?shù)倪^(guò)程，即水庫(kù)雨水情的現(xiàn)代化測(cè)報(bào)系統(tǒng)。

2.2 水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)的具體應(yīng)用

2.2.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。對(duì)于數(shù)字化以前的傳統(tǒng)水雨情監(jiān)測(cè)，都是通過(guò)人工在不同的水位點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量并記錄。這種方式不僅浪費(fèi)時(shí)間、人力、物力，并且在測(cè)量精度和數(shù)量上都難以得到保證，測(cè)量實(shí)時(shí)性也受到影響。這種情況下，對(duì)于水庫(kù)防汛防洪，水量調(diào)度都會(huì)產(chǎn)生不良影響，其信息的匱乏最終會(huì)導(dǎo)致水庫(kù)工程管理方面的紕漏，難以保證在防汛抗洪等工作上的調(diào)度合理性和實(shí)時(shí)性。

而現(xiàn)代化的水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)的實(shí)行和應(yīng)用，能夠及時(shí)的將上游的廣大地區(qū)水位、雨量等關(guān)鍵信息通過(guò)廣泛分布的傳感器采集傳遞給決策層，而且能保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。采集的數(shù)據(jù)可以在經(jīng)過(guò)處理和分析之后直接顯示給管理工作人員觀看，這不僅保證了決策和調(diào)度的合理性和科學(xué)性，同時(shí)節(jié)省了大量的人力和時(shí)間成本，并且由于得到了計(jì)算機(jī)的高精度支持，使得水雨情信息的計(jì)算精度大大提高，為克孜爾水庫(kù)的工程管理以及各項(xiàng)應(yīng)急響應(yīng)提供了強(qiáng)有力的支持。

2.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢。系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)字化過(guò)程，就是數(shù)據(jù)的數(shù)字化過(guò)程，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)資料通過(guò)人工統(tǒng)計(jì)，以紙質(zhì)文檔的形式存放，不僅追溯困難，而且在統(tǒng)計(jì)精度、儲(chǔ)存方式等方面都困難重重，特別在水雨情信息這種大數(shù)據(jù)量，實(shí)時(shí)性的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)面前，傳統(tǒng)的記錄方式顯得異常局促。數(shù)字化的水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)則可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，將從遙感監(jiān)測(cè)站傳回的數(shù)據(jù)通過(guò)一定的處理過(guò)程高精度的存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)工程管理需要的時(shí)候，可以通過(guò)不同的分析軟件，調(diào)用查詢這些海量的水雨情數(shù)據(jù)。并能夠從數(shù)據(jù)中解析出如精確地點(diǎn)的水位分布、降雨時(shí)間等，從數(shù)據(jù)中提煉出表格、圖表等協(xié)助調(diào)度和日常工作的開(kāi)展。數(shù)字化的水雨情數(shù)據(jù)處理為克孜爾水庫(kù)防汛防洪調(diào)度提供了強(qiáng)有力的支持，并保證了工作決策制定的及時(shí)性和可靠性。

2.2.3 水情預(yù)警。水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)防洪預(yù)警是一項(xiàng)重要的功能，水庫(kù)本地的雨量測(cè)點(diǎn)作為基本數(shù)據(jù)，將其與水庫(kù)大壩水位以及溢流壩水位結(jié)合，同設(shè)計(jì)水位以及國(guó)家規(guī)定預(yù)警數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較，綜合上游水位以及降雨量等數(shù)據(jù)，進(jìn)行提前預(yù)警，并在管理決策軟件層面進(jìn)行警報(bào)，防患于未然。并生成警報(bào)記錄，方便管理工作人員查詢和調(diào)用。

總而言之，數(shù)字化和現(xiàn)代化的水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)為克孜爾水庫(kù)的工程管理提供了巨大的便利，并對(duì)其水量調(diào)度等決策提供了強(qiáng)有力的支持。而確保這樣一個(gè)現(xiàn)代化的系統(tǒng)能夠更高效更精確的為水庫(kù)提供幫助，還需要加大水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)施的有效利用，使其發(fā)揮自身的價(jià)值。

3、水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)的日常管理和維護(hù)

水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)綜合來(lái)說(shuō)是融合了傳感器、通訊設(shè)備和數(shù)據(jù)處理設(shè)備的數(shù)字化系統(tǒng)。這樣一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)是必不可少的，為了確保其正常的運(yùn)行和精確的數(shù)據(jù)采集，需要保證系統(tǒng)的完整性，并且制定一定的運(yùn)行維護(hù)管理辦法。

具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)分為數(shù)據(jù)處理端和數(shù)據(jù)采集端的運(yùn)行維護(hù)。在數(shù)據(jù)處理端應(yīng)當(dāng)做到：第一，確定專門的運(yùn)行維護(hù)人員，需要具備相應(yīng)的錯(cuò)誤處理能力，能夠保證數(shù)據(jù)處理端的運(yùn)行順利，保證數(shù)據(jù)處理軟件的運(yùn)行功能良好，以及掌握相關(guān)的數(shù)據(jù)處理參數(shù)的糾正。第二，確保數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的安全，不可擅自修改和刪除，訪問(wèn)雨水情數(shù)據(jù)庫(kù)需要相應(yīng)的管理員權(quán)限。第三，建立系統(tǒng)的運(yùn)行日志，記錄數(shù)據(jù)處理的異常和相關(guān)原因，方便系統(tǒng)管理人員改正和追溯。

并且記錄水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)各個(gè)部件的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)的保存和告知系統(tǒng)異常。

對(duì)于數(shù)據(jù)采集端的運(yùn)行維護(hù)則需要具備一定的硬件維修水平的工作人員，當(dāng)系統(tǒng)異?；蛘吣硞€(gè)部件損壞，及時(shí)的維修和更換時(shí)保證一個(gè)完整系統(tǒng)良好運(yùn)行的基礎(chǔ)。具體的經(jīng)常更換的易損部件需要有一定的庫(kù)存預(yù)備，比如在降雨比較頻繁的地區(qū)，雨量計(jì)連續(xù)工作造成的故障，傳感器由于不可控因素導(dǎo)致的損壞等，都應(yīng)有專人前往監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行維修更換。由于克孜爾水庫(kù)上游地區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)多且分布廣泛，還需要維修人員配備相關(guān)的交通設(shè)備和安全保障設(shè)備。

對(duì)于新疆克孜爾水庫(kù)的水雨情采集系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的錯(cuò)誤有：第一，雨量傳感器故障，導(dǎo)致采集的雨量數(shù)據(jù)偏小或者無(wú)法采集數(shù)據(jù)，這種情況下，檢查承雨器口是否有堵塞，翻斗是否靈活完好等。第二，水位傳感器故障，導(dǎo)致水位數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)檢查水位計(jì)的相關(guān)類型參數(shù)，恢復(fù)參數(shù)設(shè)置；檢查外接的電線是否脫線，接口是否松動(dòng)；必要情況下更換接口板或整個(gè)水位計(jì)。第三，數(shù)據(jù)傳輸模塊故障，這種情況下應(yīng)當(dāng)檢查模塊工作是否正常，確定是否恢復(fù)模塊設(shè)置或者更換模塊硬件。檢查通信設(shè)備是否注冊(cè)失敗等，逐步排查。

新疆克孜爾水庫(kù)的水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)是一個(gè)遙測(cè)站分布多，且與中心站距離遠(yuǎn)的情況，這對(duì)遙測(cè)站點(diǎn)的維護(hù)是一個(gè)難題，這種情況要求工作人員對(duì)系統(tǒng)和相關(guān)子系統(tǒng)有一定的了解。才能準(zhǔn)確的判斷和處理系統(tǒng)的故障，及時(shí)的排除故障，故障的處理時(shí)間最遲不宜超過(guò)24小時(shí)，并且及時(shí)排除故障率應(yīng)當(dāng)保證在九成以上，避免重復(fù)排查帶來(lái)的時(shí)間損失和人力損失。高效率的排除系統(tǒng)常見(jiàn)故障，從而保證系統(tǒng)的流暢運(yùn)行。

4、結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)闡述了新疆克孜爾書庫(kù)工程中的水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)的管理應(yīng)用，以及在日常工程管理過(guò)程中對(duì)于此系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，介紹了水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)在水情、雨情信息的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化的采集對(duì)水庫(kù)調(diào)度的決策支持。水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行期間，監(jiān)測(cè)到了渭干河流域的多次洪水災(zāi)情，為水庫(kù)在防洪減災(zāi)和水量調(diào)度方面提供了巨大的支持，發(fā)揮了其巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值。最后，在今后的工作中，應(yīng)更加合理的運(yùn)行和維護(hù)該水雨情測(cè)報(bào)系統(tǒng)，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，保證在系統(tǒng)良好的情況下，提供更為豐富、更為精確、更為有價(jià)值的水雨情相關(guān)監(jiān)測(cè)信息。

參考文獻(xiàn)：

[1]林小蘭.水庫(kù)水雨情自動(dòng)化遙測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，（8）.

[2]白松.淺析桃林口水庫(kù)水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的升級(jí)改造[J].中國(guó)科技博覽，2015，（22）.