□邱天珍（南陽市鴨河口水庫工程管理局）

鴨河口水庫水情測報系統(tǒng)現(xiàn)狀簡析與發(fā)展建議

□邱天珍（南陽市鴨河口水庫工程管理局）

鴨河口水庫水情測報系統(tǒng)是水庫防汛的“千里眼，順風耳”，對水庫防洪減災和提高工程經濟效益發(fā)揮著巨大作用，通過系統(tǒng)的應用與現(xiàn)狀分析，對系統(tǒng)的發(fā)展提出新的要求與建議，使系統(tǒng)更好地服務于水庫功能。

水情測報；現(xiàn)狀；簡析；發(fā)展；建議

一、鴨河口水庫水情測報系統(tǒng)現(xiàn)狀

鴨河口水庫水情自動測報系統(tǒng)始建于1990年，經過近10年的投入運行，于2000年進行全面升級改造。改造后的水情自動測報包括：1個中心站、2個中繼站、16個水位雨量站。系統(tǒng)采用超短波和海事衛(wèi)星C混合組網通信方式，超短波站采用多路徑終端設備進行數(shù)據傳輸，通過超短波中繼站將水情信息傳輸至中心站；海事衛(wèi)星遙測站則通過海事衛(wèi)星將水情信息傳輸至中心站（組網方式如圖1）。中心站機房數(shù)據接收計算機同時接收超短波信號和衛(wèi)星信號，并與數(shù)據處理計算機連為局域網，處理系統(tǒng)直接從接收系統(tǒng)讀取數(shù)據，進行預報調度計算。

二、目前鴨河口水情測報系統(tǒng)的作用與存在的問題

鴨河口水庫水情自動測報系統(tǒng)自2000年投入運行以來，以其迅速快捷實時的水雨情數(shù)據傳輸和及時準確的預報計算，在歷次大洪水和特大洪水中，都能夠及時準確地作出水情預報，為水庫防洪調度提供了科學合理的基礎性數(shù)據，創(chuàng)造了巨大的防洪減災效益。

但由于受當時通信條件及其它技術條件的限制，又經過了連續(xù)11年的運行，目前系統(tǒng)存在以下幾個方面的問題：

（一）中繼站超短波通信信道質量下降。特別是穿心垛中繼站，隨著區(qū)域內經濟建設發(fā)展及人類活動的增加，通信信道質量受到一定的影響，使其所轉發(fā)的7個站常出現(xiàn)數(shù)據丟失的情況。

（二）數(shù)據傳輸信道單一。由于受當時通信技術的影響，遙測站至中心站的數(shù)據傳輸均采用超短波或海事衛(wèi)星單一的通信信道；當信道出現(xiàn)故障時，無切換方式，影響數(shù)據傳輸?shù)膶崟r性，造成系統(tǒng)暢通率的降低。

（三）由于設備常年用于野外，使得設備出現(xiàn)了不同程度的老化，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到一定的影響。

（四）在運用中多次發(fā)現(xiàn)：由于流域內站點偏少，部分流域降雨無法監(jiān)控，造成預報結果存在較大誤差；同時目前系統(tǒng)洪水預報調度軟件仍采用1990年系統(tǒng)初建時的資料，經過近20年的資料積累，需要重新編寫預報程度，來提高洪水預報調度的精度。

三、鴨河口水情自動測報系統(tǒng)的發(fā)展要求

隨著現(xiàn)代通信技術、水情測報新技術的發(fā)展，為使系統(tǒng)繼續(xù)有效地為水庫生產調度管理服務，充分發(fā)揮水情測報系統(tǒng)的最大效益，需在新的設計思路指導下，利用新技術、新設備建設新型水情自動測報系統(tǒng)。

（一）建設目標

1.及時準確地提供水庫入庫站及壩前的洪水預報，滿足鴨河口水庫安全運行、綜合利用和優(yōu)化調度的需要。

2.快速、及時地提供鴨河口系統(tǒng)范圍內的實時水文信息，為白河流域和鴨河口水庫下游的防洪決策調度服務。

3.實現(xiàn)水位、雨量信息的自動采集和傳輸。提高水情信息傳輸?shù)目煽啃院蜁r效性。

（二）方案設計原則

鴨河口水庫系多年調節(jié)的大型水庫，擔負著唐白河平原地區(qū)的防洪、灌溉、工業(yè)城市供水、發(fā)電等綜合利用的調度任務，具有洪峰陡，推進速度快，要求水情信息收集及時、快速等特點。因此設計原則要求:

1.充分考慮鴨河口水庫水情預報及水庫調度的需求，實現(xiàn)水情信息采集、傳輸和處理自動化，能及時準確地將各遙測站的水雨情信息傳輸?shù)街行恼尽?/p>

2.系統(tǒng)設備在基本功能具備的情況下，應堅持實用性、可靠性、先進性的有機結合。保證系統(tǒng)能長期地，特別是在暴雨洪水等惡劣的天氣條件下穩(wěn)定可靠地工作，在配備硬件時，應考慮已經試驗和試用合格的新技術、新設備。

3.為保證系統(tǒng)信息傳輸暢通和提高系統(tǒng)的運行可靠度，遙測站至中心站間的數(shù)據傳輸網絡由主備式通信信道組成。

4.考慮到野外交流供電困難及地區(qū)電網電壓和周波不穩(wěn)定，遙測站、中繼站均采用太陽能浮充蓄電池供電。因此，系統(tǒng)應配置低功耗的遙測設備。

5.系統(tǒng)設備要符合結構簡單、性能可靠、低功耗的原則，并有防潮濕、防雷電、抗干擾等措施，所有遙測站及中繼站都能夠在無人值守的條件下長期連續(xù)正常工作。

四、鴨河口水情測報系統(tǒng)的發(fā)展建議

（一）站網中增設3個水位站與2個雨量站

依據鴨河口水庫防汛水情預報和防洪調度的需要，參照水庫壩址以上流域內已有水文站網，考慮到現(xiàn)有的水庫預報方案，鴨河口水庫水情自動測報系統(tǒng)站網在現(xiàn)有的測報站網上，將口子河、南召、白河店3站更改為水位站，增加3站的水位自動觀測項目。需增加2個雨量遙測點，一個應設在羊馬坪、馬市坪、焦園之間的西莊，此三角地帶面積300 km2，山勢險峻，降雨形成洪水時間較短，此處增設雨量點可增加洪水預見期，而且此處位于淮河流域與長江流域的分水嶺處，容易形成暴雨中心。另一個雨量增加點應設在白河店、鐘店、廖莊3個雨量點之間的花子嶺，此雨量點位于西南季風進入水庫流域的必經之路，而且可完全控制水庫主要支流灌河上游的降雨情況。

（二）采用兩種系統(tǒng)通信組網方式

1.超短波與北斗衛(wèi)星通信做為主通信方式

由于北斗衛(wèi)星通信具有傳輸質量好，容量大、傳輸速度快、傳輸距離不受限制，覆蓋面積大，受地形、氣候的影響小，組網靈活等優(yōu)點。從目前系統(tǒng)的運行情況分析，穿心垛中繼站為2級中繼，信道傳輸質量不夠穩(wěn)定，常有數(shù)據丟失現(xiàn)象，因此，去掉穿心垛中繼站，通過它轉發(fā)數(shù)據的7個遙測站，除廖莊站由于距離中心站較近仍采用超短波通信方式外，其余無條件組建超短波的6個站改為北斗衛(wèi)星通信方式（系統(tǒng)組網方式如圖2所示）。

2.GSM為備用通信方式

在GSM通信信道網中，信道的信噪比、誤碼率等通信性能指標可依靠GSM網絡的性能指標和通信協(xié)議得到保證，免去了數(shù)據傳輸過程中對數(shù)據校驗、檢錯、糾錯等工作，使得數(shù)據通信的可靠性得到提高。因此將系統(tǒng)中所有站點同時安裝GSM網絡通信方式做為水情信息傳輸?shù)膫溆猛ㄐ判诺馈?/p>

（三）數(shù)據接收處理系統(tǒng)

中心站數(shù)據接收處理系統(tǒng)主要完成系統(tǒng)各遙測站的水情信息的實時接收、處理和入庫，并具有對遙測站進行查詢、召測等功能。

數(shù)據接收處理系統(tǒng)主要由數(shù)據接收通信設備、數(shù)據接收處理計算機、電源以及衛(wèi)星、超短波天線安裝設施和避雷系統(tǒng)組成。各遙測站點的水情信息通過北斗衛(wèi)星、VHF、GSM通信信道傳輸?shù)街行恼竞?，進入數(shù)據接收處理計算機，通過數(shù)據接收軟件實時完成遙測站水雨情數(shù)據的接收處理，并存入原始數(shù)據庫。

在中心站配置2臺主、備式數(shù)據接收處理計算機，主接收處理計算機與配備的多種通信終端通過標準RS-232串行口直接連接，兩臺計算機均接入局域網，同時裝有數(shù)據接收處理軟件包，主接收處理計算機運行數(shù)據接收處理控制軟件完成系統(tǒng)遙測數(shù)據的接收處理等工作，備份計算機作后備機待用,確保當主計算機出現(xiàn)故障時，通信數(shù)據的連續(xù)性。

五、結語

鴨河口水庫水情自動測報系統(tǒng)在水庫防汛調度中發(fā)揮著不可替代的作用，隨著鴨河口水庫除險加固工程的進度，新的水情自動測報系統(tǒng)建設即將實施。一套具有現(xiàn)代高科技、新水平、更科學完善的自動測報系統(tǒng)將更好地服務于水庫的防汛調度工作。

2011-03-23