桃林口水庫(kù)水情自動(dòng)化測(cè)報(bào)系統(tǒng)的改造及應(yīng)用

□李立君 張秀梅 葛政江

桃林口水庫(kù)水情自動(dòng)化測(cè)報(bào)系統(tǒng)的改造及應(yīng)用

□李立君 張秀梅 葛政江

桃林口水庫(kù)位于河北省東北部的青龍河上，是一座集供水、灌溉、發(fā)電及旅游開(kāi)發(fā)等多種功能于一體的大型水利樞紐工程?？刂屏饔蛎娣e5060km2,多年平均年徑流量9.6億m3,總庫(kù)容8.59億m3。2012年“7·21”洪水過(guò)程，水庫(kù)雨水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)準(zhǔn)確及時(shí)地獲取了上游5060km2的15個(gè)雨量遙測(cè)站點(diǎn)和下游4個(gè)水位站的雨水情數(shù)據(jù)，為水庫(kù)的攔洪度汛，錯(cuò)峰消峰，保證青龍河下游人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全發(fā)揮了重要作用，為了使系統(tǒng)更好地服務(wù)于水庫(kù)防洪、工程管理，經(jīng)省防辦同意，2013年汛前桃林口水庫(kù)利用水毀工程專項(xiàng)資金對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行了更新改造，新的系統(tǒng)對(duì)主要設(shè)備和軟件進(jìn)行了更換。一年來(lái)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，故障率為零。

新系統(tǒng)是一套以BGK-9010-011/ 012型一體化雨量監(jiān)測(cè)站為核心，由GSM/CDMA移動(dòng)卡為數(shù)據(jù)遙測(cè)終端，運(yùn)用現(xiàn)代通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的一套現(xiàn)代化的水情數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。

1.系統(tǒng)組成

1.1 新系統(tǒng)外部站點(diǎn)總體布置

系統(tǒng)設(shè)1個(gè)中心站、1個(gè)中繼站、15個(gè)BGK-9010-011/012一體化雨量監(jiān)測(cè)站和4個(gè)水位站。雨量遙測(cè)站采用BGK-9010-011/012一體化雨量監(jiān)測(cè)站，水位站采用麥克品牌MPM4700浮子式水位計(jì)，TY3000水位遙測(cè)終端機(jī)。

1.2 系統(tǒng)體制

新系統(tǒng)體制仍采用成熟可靠的自報(bào)式，自報(bào)式水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，在正常情況下,遙測(cè)站處于監(jiān)視省電狀態(tài)。工作電流可以在100μA以下。當(dāng)雨量、水位發(fā)生變化時(shí),自動(dòng)向中心站報(bào)送遙測(cè)信息。遙測(cè)站控制部分,用CMOS微機(jī)組成,在不工作時(shí)耗電極少,其他靜態(tài)開(kāi)關(guān)的耗電更微。遙測(cè)站在雨量或水位發(fā)生變化時(shí),進(jìn)入工作狀態(tài),但時(shí)間極短。該體制具有數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)、節(jié)省投資、應(yīng)用廣泛等諸多優(yōu)點(diǎn)。

1.3 系統(tǒng)性能及技術(shù)指標(biāo)

系統(tǒng)的精度取決于傳感器的分辨率和測(cè)量準(zhǔn)確度，雨量的相對(duì)誤差控制在±3%以內(nèi)，水位站每10m變幅內(nèi)誤差＜±2cm，每次收集流域水文數(shù)據(jù)時(shí)間小于10min，測(cè)站值守電壓為12V。BGK-9010-011/012一體化雨量監(jiān)測(cè)站安裝于一個(gè)混凝土基座，基座重量大約為120kg，可直接置于地面或平面屋頂，尺寸≥400mm×400mm×300mm（長(zhǎng)×寬×高）。置于地面時(shí)地平面以下埋深200mm，地平面以上100mm；置于平面屋頂時(shí)直接澆筑于房梁上。BGK-9010-011/012采用移動(dòng)動(dòng)感地帶/全球通GSM卡作為數(shù)據(jù)發(fā)送通道。具有網(wǎng)絡(luò)免于維護(hù)、永久穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。

2.系統(tǒng)功能及應(yīng)用

2.1 新系統(tǒng)設(shè)備工作原理

新系統(tǒng)BGK-9010-011/012一體化雨量監(jiān)測(cè)站和水位站在水文數(shù)據(jù)發(fā)生規(guī)定的增量變化時(shí)自動(dòng)發(fā)送數(shù)值，雨量為累計(jì)值，水位值為芯片行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，中心計(jì)算機(jī)接收后換算為實(shí)際值。由于外界水面變化因素較多，水位在合理幅度內(nèi)忽高忽低，受風(fēng)浪影響較大，會(huì)頻發(fā)數(shù)據(jù)，因此終端機(jī)根據(jù)工作需要，增加了自定數(shù)據(jù)發(fā)射的間隔時(shí)間功能。雨量值通過(guò)移動(dòng)終端直接發(fā)送到中心站計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，為防汛和調(diào)度所用。水位值經(jīng)過(guò)超短波網(wǎng)絡(luò)由榆岑溝中繼站轉(zhuǎn)發(fā)到中心站計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)。

中繼站采用全數(shù)字化中繼機(jī)，由蓄電池供電，用太陽(yáng)能電池板為蓄電池充電，在陰天的環(huán)境下蓄電池充滿后，可以使中繼機(jī)連續(xù)工作時(shí)間＞120h，中繼機(jī)和調(diào)制解調(diào)器長(zhǎng)期值守，當(dāng)接收到信號(hào)后，中繼機(jī)CPU被激活，將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到中心站計(jì)算機(jī)。

2.2 系統(tǒng)中心軟件介紹

中心站計(jì)算機(jī)共安裝3套水情處理軟件，分別是：水雨情接收軟件，水雨情應(yīng)用軟件和WEB版的水雨情查詢軟件。當(dāng)值守計(jì)算機(jī)接收到水雨情數(shù)據(jù)后，水雨情接收軟件會(huì)利用VB語(yǔ)言的通訊功能將進(jìn)入到局域網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)短信數(shù)據(jù)信號(hào)源和R32接口接收的超短波水位源碼，翻譯為接收軟件能識(shí)別的數(shù)據(jù)碼，同時(shí)將數(shù)據(jù)碼以批量的形式存入SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中形成15個(gè)雨量表，4個(gè)水位表，這就形成了可供水雨情應(yīng)用軟件批量處理的水雨情數(shù)據(jù)，該SQL數(shù)據(jù)庫(kù)還可以提供二次開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)接口，開(kāi)放性和安全性大大加強(qiáng)。水雨情應(yīng)用軟件利用VB的SQL查詢語(yǔ)句從數(shù)據(jù)庫(kù)中把需要的水雨情數(shù)據(jù)形成可供領(lǐng)導(dǎo)和防汛調(diào)度利用的水情數(shù)據(jù)報(bào)表。

水雨情查詢軟件可以提供多臺(tái)計(jì)算機(jī)客戶端同時(shí)查詢SQL數(shù)據(jù)表，得到各種雨量報(bào)表和水位表，形象直觀，可用性強(qiáng)。

3.改造后新系統(tǒng)存在的問(wèn)題及建議

系統(tǒng)改造后能否長(zhǎng)期可靠運(yùn)行是改造成功的關(guān)鍵，對(duì)新設(shè)備的掌握和系統(tǒng)科學(xué)的維護(hù)管理至關(guān)重要。新系統(tǒng)的核心設(shè)備由原先的自報(bào)式終端機(jī)加翻斗式雨量傳感器組替換為BGK-9010-011/012一體化雨量監(jiān)測(cè)站，這是一款非常適合野外惡劣環(huán)境，性價(jià)比高的雨量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的終端產(chǎn)品。該產(chǎn)品集成性很高，各測(cè)站的相關(guān)參數(shù)都是廠家人員出廠前設(shè)定好的，現(xiàn)有檢修人員全面掌握該設(shè)備尚有一定困難，還需要更多計(jì)算機(jī)知識(shí)的幫助。所以要加大學(xué)習(xí)力度，從各個(gè)知識(shí)點(diǎn)全面深入。力求全面獨(dú)立檢修維護(hù)。另外3套計(jì)算機(jī)軟件的安全運(yùn)行也是系統(tǒng)可靠運(yùn)行的保證，前置接收機(jī)要專機(jī)專用，加強(qiáng)管理，禁止無(wú)關(guān)人員非法操作，保證數(shù)據(jù)的正常接收?！?/p>

2014-06-13

李立君，男，漢族，河北省桃林口水庫(kù)管理局，高級(jí)工程師。

張秀梅，女，漢族，河北省桃林口水庫(kù)管理局，高級(jí)工程師。

葛政江，男，漢族，河北省桃林口水庫(kù)管理局，高級(jí)經(jīng)濟(jì)師。