王有波

(綏化市北林區(qū)水利設(shè)計隊，黑龍江綏化152000)

柳河水庫興建于1966年3月，1970年10月建成投入運行，同時修建了1孔鋼筋混凝土輸水洞和泄洪閘工程。1977年和2000年對上游護坡進行改造，護坡長度1 400 m，護坡范圍樁號0+744～2+144。將原塊石護坡高程210.92 m以上拆除，新建護坡。高程210.92～213.6 m為埋石混凝土護坡，高程213.60～215.40 m為干砌塊護坡。設(shè)計洪水標準為50 a一遇，校核洪水標準為500 a一遇，校核洪水位213.9 m，設(shè)計洪水位213.25 m，水庫總庫容3 980萬m3，興利水位213.4 m，興利總庫容3 258萬m3，死水位208 m，死庫容165萬m3。

該水庫為多年調(diào)節(jié)水庫，以灌溉為主，兼顧防洪及養(yǎng)魚等。水庫樞紐由土壩、輸水洞、泄洪閘3部分組成。除險加固設(shè)計，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252－2000的規(guī)定，該水庫總庫容3 980萬m3在屬中型水庫規(guī)模，工程等級為三等。

1 柳河水庫水文站網(wǎng)情況及洪水調(diào)度現(xiàn)狀

目前庫區(qū)所設(shè)雨量的站點只有水庫一處，觀測項目為降雨量和水位。柳河水庫庫區(qū)地形比較復(fù)雜，水庫雨量不能代表庫區(qū)的面雨量，建立適時水雨監(jiān)測站對于水庫防洪、水資源調(diào)度是必要的。

柳河水庫正常蓄水位213.40 m，調(diào)節(jié)庫容為558萬m3;死水位208.00 m，死庫容165萬m3。水庫灌溉水田面積0.8萬hm2，其中直灌水田0.12萬hm2。本次興利計算是在水庫正常蓄水位及死水位不變的情況下，根據(jù)本次年徑流成果和灌溉節(jié)水措施的灌溉定額重新核算水庫的灌溉面積。

目前柳河水庫只能利用蓄水量變化反推入庫流量過程，對于突發(fā)洪水，由于降雨量觀測站點稀少和水位觀測段次不足，對入庫洪水過程分析、預(yù)測比較粗略，預(yù)見期和預(yù)報精度都難以達到理想的效果，給洪水預(yù)報和水庫調(diào)節(jié)計算帶來很大的困難。因此，建立柳河水庫水雨情監(jiān)測站，隨時掌握庫區(qū)水、雨情動態(tài)，以便于防洪和水資源調(diào)度運用。根據(jù)流域特點適當增加和調(diào)整站網(wǎng)布局，在保證測報精度的同時兼顧投資經(jīng)濟、合理。

2 系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容和原則

根據(jù)水利部《水文自動測報系統(tǒng)規(guī)范》的規(guī)定，建設(shè)水情自動測報系統(tǒng)必須具有先進性、可靠性、實用性、標準化、擴展性、兼容性、經(jīng)濟性、安全性;在此原則的前提下，保證流域面平均降雨量的計算成果精度;便于遙測站的維護與管理，本著“無人值守，有人托管”的管理原則，站點盡量布設(shè)在有村屯，交通方便，易于或能夠?qū)嵤┑牡胤?，加強測站的安全性。

在已有站點基礎(chǔ)上，根據(jù)地形進行站網(wǎng)布設(shè)，整個系統(tǒng)設(shè)1個中心站，2個遙測終端站。

中心站設(shè)在慶安縣防汛抗旱指揮部，水庫設(shè)1個雨水站，1個遙測雨量終端站為三工段。站點設(shè)置能滿足入庫流量推算要求。

水情測報系統(tǒng)采用自報—應(yīng)答兼容體制，系統(tǒng)規(guī)模為1個遙測雨量站、1個遙測雨量水位站(水庫)、1個中心站(慶安縣防汛抗旱指揮部)。本系統(tǒng)采用GSM為系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信主信道。

系統(tǒng)能夠根據(jù)對遙測站基本功能要求，實時地采集各雨量站、雨量水位站的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過GSM信道發(fā)送到中心站;中心站通過運行相應(yīng)應(yīng)用軟件實現(xiàn)對來自現(xiàn)場的雨水情信息進行處理、存儲、檢索、統(tǒng)計、發(fā)布等操作。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計

本系統(tǒng)將采用GSM短信為主信道的組網(wǎng)方案。選用的遙測系統(tǒng)終端設(shè)備必須能夠支持多信道組網(wǎng)。

根據(jù)上述系統(tǒng)設(shè)計原則和系統(tǒng)需求，本系統(tǒng)建設(shè)采用摩托羅拉公司的監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(MOSCAD)技術(shù)和產(chǎn)品構(gòu)成系統(tǒng)組網(wǎng)主體。采用MOSCAD FIU作為中心站前置通信處理器，通過基于GSM的MOTOROLA數(shù)據(jù)鏈路通信協(xié)議MDLC遙測數(shù)據(jù)通信網(wǎng)接口來自各水情遙測站發(fā)送來的數(shù)據(jù)，并通過基于MODBUS或用戶自定義串行通協(xié)議的通信端口(RS232)連接中心站的實時監(jiān)控計算機。該計算機將按照系統(tǒng)要求運行數(shù)據(jù)采集與處理軟件，實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的接收、處理、存儲(建立數(shù)據(jù)庫，并按照要求將數(shù)據(jù)寫進數(shù)據(jù)庫)，該軟件將能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)各種需求:①實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的管理;②支持對數(shù)據(jù)進行檢索和統(tǒng)計;③向系統(tǒng)中相關(guān)(或全體)遙測站發(fā)布各種指令;④實現(xiàn)對系統(tǒng)各相關(guān)遙測站、遙控站的管理。

各遙測雨量站、雨量水位站將由MOSCAD－M RTU(基本配置)及相關(guān)設(shè)備構(gòu)成。MOSCAD－M RTU將通過雨量計、水位計采集現(xiàn)場雨量和水位數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理、存儲，顯示，并通過GSM短信準確無誤地(通信誤碼率＜10－6)發(fā)送數(shù)據(jù)到中心站;或通過GSM短信接收來自中心站的指令(如召測、遠程設(shè)置、遠程診斷、遠程維護等)。

本系統(tǒng)采用GSM短信為系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信主信道。作為MOSCAD系統(tǒng)組成部分之一的MDLC通信協(xié)議，是一個完全符合ISO/OSI的7層通信協(xié)議模型的，標準化的，先進的遠程通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，相比絕大多數(shù)水情自動測報系統(tǒng)設(shè)備的其它中外廠商的產(chǎn)品(這些產(chǎn)品僅提供數(shù)據(jù)雙向傳輸協(xié)議，因此無法保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸)，MOSCAD的MDLC通信協(xié)議除具有數(shù)據(jù)雙向數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議功能外，最強的功能是提供了網(wǎng)絡(luò)化的通信管理功能，包括來自協(xié)議的通信自動握手功能、自動實現(xiàn)信道偵聽/碰撞重發(fā)功能、自動解決擁塞調(diào)度的功能、自動抵御外部無線干擾的功能、自動查錯和糾錯功能等，能夠確保數(shù)據(jù)通信誤碼率＜10－6。

［1］綏化市水利水電勘測設(shè)計研究院.黑龍江省慶安縣柳河水庫除險加固工程初步設(shè)計報告［R］.綏化:綏化市水利水電勘測設(shè)計研究院，2008.

［2］電力工業(yè)部成都勘測設(shè)計研究院.DL/T5051－1996水利水電工程水情自動測報系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定［S］.北京:中國電力出版社，1996.

［3］何勇軍，劉成棟.大壩安全監(jiān)測與自動化［M］.北京:中國水利水電出版社，2007.