曹清海，劉 飛，苗春雨

(1.大慶市東湖水廠，黑龍江大慶163311;2.黑龍江省水利第一工程處，黑龍江富裕161200)

大慶地區(qū)是我國重要石油、石化工業(yè)基地，自1956年發(fā)現(xiàn)油田以來，為我國的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。目前，大慶已成為我國的重要的石油、石化工業(yè)基地，被列為全省重點(diǎn)防洪區(qū)。大慶地區(qū)是無天然河流屬安達(dá)閉流區(qū)，成為省水文資料空白區(qū)。由于水文情勢復(fù)雜，一直未建立區(qū)域水文代表站，水利工程和其他國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)缺乏必要的水文資料，規(guī)劃設(shè)計依據(jù)不足，為了提高工程規(guī)劃的設(shè)計質(zhì)量和對現(xiàn)有的工程規(guī)模進(jìn)行校核，因此迫切需要建設(shè)防洪工程水文自動測報系統(tǒng)。

1 目前已建成水文自動測報系統(tǒng)

1.1 明青坡地水文自動測報系統(tǒng)

明青坡地是該流域暴雨洪水多發(fā)區(qū)，1999年大慶防洪指揮部在其216 km2的流域上建設(shè)水文自動測報系統(tǒng)，建設(shè)規(guī)模為1個中心站、1個中繼站和21個遙測站，目前系統(tǒng)運(yùn)行良好，可收集該地區(qū)雨情信息。

1.2 安肇新河滯洪區(qū)水文監(jiān)測工程

1997年，大慶防洪工程指揮部在大慶地區(qū)安肇新河滯洪區(qū)共布設(shè)了9處水文觀測站和7處水位觀測站，采用人工水情觀測，通過話路方式傳輸?shù)秸{(diào)度中心。

1.3 安肇新河水情、工情信息傳輸工程

大慶地區(qū)安肇新河4個管理所和24個管理站采用900兆無線超短波方式通信，同時4個管理所與調(diào)度中心采用計算機(jī)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸方式。

1.4 調(diào)度中心工程

調(diào)度中心位于大慶防洪工程指揮部。調(diào)度中心工程包括調(diào)度中心的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和會商中心的會商顯示系統(tǒng)，調(diào)度中心以局域網(wǎng)為核心，服務(wù)器和工作站完成水情、工情信息的處理，洪水預(yù)報和滯洪區(qū)聯(lián)合調(diào)度方案，通過會商顯示系統(tǒng)為領(lǐng)導(dǎo)防洪決策提供科學(xué)方案。

1.5 應(yīng)用軟件工程

防洪工程自動化調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用軟件包括:水情譯電、防洪綜合數(shù)據(jù)庫、防汛信息查詢、防洪會商、洪水預(yù)報和滯洪區(qū)調(diào)度等內(nèi)容。

2 目前自動遙測系統(tǒng)存在的問題

1)雙陽河流域是大慶地區(qū)主要洪水來源之一。1996年建成雙陽河洪水控制工程，但與其配套水文測報系統(tǒng)尚未建立，不能有效地進(jìn)行雙陽河洪水控制工程和下游西支的防洪調(diào)度。

2)安肇新河流域地勢低洼，泡沼密布，大水庫互相連通，形成汪洋一片。目前該區(qū)已經(jīng)布設(shè)了9處水文站和7處水位觀測站，采用人工水情觀測，通過話路方式傳輸?shù)秸{(diào)度中心，由于委托工情管理員觀測，觀測精度低，大水時得不到實時水情，水情傳輸時效性差。

3)安肇新河滯洪區(qū)洪水調(diào)度由于情況復(fù)雜、資料不充分，做的深度不夠，需要進(jìn)一步加以補(bǔ)充和完善。

3 水情自動測報系統(tǒng)的規(guī)劃

安肇新河流域由于地勢平坦，排泄不暢，暴雨后，極易形成洪澇災(zāi)害，給大慶市石油生產(chǎn)和社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來很大的危害。安肇新河泡沼眾多，大水時泡沼之間相互串通，四處漫流，水文情勢非常復(fù)雜。目前安肇新河水文監(jiān)測方面的采集和傳輸?shù)氖侄问致浜螅捎萌斯に橛^測，信息話路傳輸。針對以上，委托黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院對大慶地區(qū)防洪工程的水情自動化測報系統(tǒng)進(jìn)行重新規(guī)劃。

3.1 系統(tǒng)組網(wǎng)

安肇新河防洪工程水情自動測報系統(tǒng)是在現(xiàn)有水情站網(wǎng)和信息資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。站網(wǎng)布設(shè)方案為:1∶1∶9∶8，即:1處調(diào)度中心(大慶)、1處中繼站(大同管理所)、9處水文站、8處水位站。安肇新河防洪工程水情自動測報系統(tǒng)站網(wǎng)布設(shè)見圖1，在站網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，確定系統(tǒng)組網(wǎng)方案。

圖1 安肇新河水情采集與傳輸組網(wǎng)方案示意圖

3.2 電路設(shè)計

安肇新河水情自動測報系統(tǒng)總體方案為:水位雨量采用自動遙測，流量采用巡測方式，流量信息通過人工置數(shù)的方式傳輸。系統(tǒng)通信方式采用超短波、傳輸頻段采用國家規(guī)定的水文遙測頻段(228.800 MHZ)，傳輸體制采用自動式傳輸體制。電波傳播損耗預(yù)測及電測、電路設(shè)計模式試過用于固定通訊電波傳播損耗預(yù)測模式。這種模式是根據(jù)菲尼爾繞射原理論獲得的尖峰和多峰繞射計算電路損耗的模式，雙陽河水庫水文自動測報系統(tǒng)，電路設(shè)計計算繁育根據(jù)地形剖面圖分析論證來選定峰繞射模式進(jìn)行預(yù)測的。這種模式中天線高度變化對路徑損耗的影響隱含在距離內(nèi)，這種模式適合任何天線高度。

3.3 設(shè)施設(shè)備配置

3.3.1 水位遙測站

水位遙測站遙測項目包括水位和雨量。水位遙測站設(shè)施設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)量與雙陽河流域水位遙測站配置相同，單個站配置情況見表1。

表1 安肇新河水位遙測站設(shè)施設(shè)備配置表

3.3.2 水文站

安肇新河為人工開挖河流，河道坡降小，水位漲落緩慢，一次洪水過程可以采用巡測方式從上游測到下游，因此，安肇新河測流采用巡測方式，巡測基地設(shè)在大慶防洪工程調(diào)度中心。安肇新河目前已有9處水文站，本次規(guī)劃增加一輛巡測車和一艘機(jī)動測艇，補(bǔ)充一些必要的測流設(shè)備;測流設(shè)備盡可能利用現(xiàn)有的橋梁，無橋梁建簡易手搖纜道，單站配置情況見表2。

表2 安肇新河水文站設(shè)施設(shè)備配置表

3.3.3 中繼站

大同離大慶調(diào)度中心相距66 km。需建設(shè)一級中繼站，中繼站通信設(shè)施利用工程管理站的現(xiàn)有65m通信塔，但需要配備中繼設(shè)備，配備標(biāo)準(zhǔn)同雙陽河流域中繼站。

3.3.4 調(diào)度中心

調(diào)度中心利用現(xiàn)有通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源，不再增加任何設(shè)備，但需補(bǔ)充和完善信息管理與決策支持軟件。

4 結(jié)束語

大慶地區(qū)防洪工程水情自動測報系統(tǒng)是集防洪、灌溉于一體的綜合管理系統(tǒng)。全面、快速、準(zhǔn)確地收集全流域雨情、水情，采用先進(jìn)技術(shù)手段將信息傳輸?shù)椒篮檎{(diào)度中心，經(jīng)過自動化處理做出的洪水預(yù)報方案，為單個滯洪區(qū)洪水調(diào)度和多個滯洪區(qū)串、并聯(lián)調(diào)度，提出優(yōu)化方案為大秦地區(qū)防洪決策提供科學(xué)依據(jù)。

［1］ 黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院.黑龍江省大慶地區(qū)防洪工程(一期工程)初步設(shè)計報告［R］.哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，2010.