楊建波

摘 要:水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)已經(jīng)廣泛運(yùn)用到水庫(kù)管理當(dāng)中,本文概述了錦江水庫(kù)水文遙測(cè)系統(tǒng)的組成和功能,結(jié)合運(yùn)行維護(hù)的情況,對(duì)系統(tǒng)主要設(shè)備常見的問題進(jìn)行了探討與分析。

關(guān)鍵詞:水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)避雷預(yù)報(bào)

中圖分類號(hào):TV8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0151-01

仁化縣錦江水庫(kù)位于廣東省北部,湞江一級(jí)支流錦江河峽谷出口,屬峽谷型水庫(kù),水庫(kù)回水沿河谷兩岸呈狹長(zhǎng)條形,庫(kù)周均為崇山峻嶺。錦江河干流全長(zhǎng)108公里,壩址上游集雨面積1410平方公里,植被良好。流域雨季明顯,降雨主要集中于3～8月,占年雨量的73.5%。多年平均降雨量1660毫米,年平均降雨天數(shù)153天?？値?kù)容1.89億立方米,興利庫(kù)容0.68億立方米,調(diào)洪庫(kù)容0.45億立方米,季調(diào)節(jié)水庫(kù)。工程效益以防洪、發(fā)電為主,屬大(二)型水庫(kù)。

1系統(tǒng)組成及功能

目前水庫(kù)共有水情測(cè)報(bào)終端10個(gè),其中雨量遙測(cè)站5個(gè)、水位遙測(cè)站1個(gè),水位雨量遙測(cè)站4個(gè)人,中繼站1個(gè),分別分布在庫(kù)區(qū)深山地帶,以無(wú)人值守的模式工作。

水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)屬于應(yīng)用遙測(cè)、通信、計(jì)算機(jī)技術(shù),完成江河流域降雨量、水位、流量、閘門開啟度等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、報(bào)送和處理的信息系統(tǒng)。洪水預(yù)報(bào)是防汛抗洪的重要組成部分,要求快速和準(zhǔn)確。

系統(tǒng)功能是自動(dòng)采集、傳輸和處理流域內(nèi)的實(shí)時(shí)水情數(shù)據(jù),及時(shí)反映流域區(qū)間的雨情、水情信息實(shí)況,并通過(guò)水文預(yù)報(bào)作業(yè),掌握未來(lái)一定時(shí)間之內(nèi)來(lái)水趨勢(shì),為流域內(nèi)水電站的防洪、水庫(kù)調(diào)度提供科學(xué)的決策依據(jù)。

2通信終端

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)通信方式因遙測(cè)站與中心站之間地理環(huán)境和通訊條件的差異而不同。我們主要采用超短波通訊,離中繼站遠(yuǎn)的采用GSM通信方式。

隨著GSM通信技術(shù)完善和提高,系統(tǒng)安裝調(diào)試完成后硬件上基本是很少出現(xiàn)問題。而困擾GSM通訊的難題就是公用通訊網(wǎng)絡(luò)不能保障,如遇見暴風(fēng)強(qiáng)降雨天氣,可能造成面積區(qū)域停電式GSM基站子系統(tǒng)陷入癱瘓從而中斷通信服務(wù),而水文自動(dòng)測(cè)報(bào)工作越是在惡劣天氣越是必要。

東嶺、塘洞、大水壩為GSM通訊方式,也是純雨量遙測(cè)站,其余采用超短波的通訊方式。

GSM手機(jī)模塊在電池電壓較低的情況下,會(huì)出現(xiàn)掉電現(xiàn)象時(shí),當(dāng)電壓回升后,GSM手機(jī)模塊并不能正常啟動(dòng),此時(shí)查看GSM手機(jī)模塊頂部的紅色信號(hào)燈是否閃爍,如不閃,則拔下GSM電源線,待5s以后重新插上,GSM手機(jī)模塊頂部的紅色信號(hào)燈閃爍則啟動(dòng)成功,故障解除。

錦江水庫(kù)水文遙測(cè)系統(tǒng)除東嶺、塘洞、大水壩三個(gè)遙測(cè)站,其他各站均采用TDJ-230-9定向天線。這種天線具有前向增益高、副瓣和后向輻射小、頻帶寬、抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)。天線一般情況下在戶外使用,調(diào)好最佳位置后,要固定好,防止大風(fēng)刮偏天線。特別要注意有源振子盒、天線饋線接頭的連接和防水工作。

3數(shù)據(jù)采集傳感器

錦江水庫(kù)水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)主要采集雨量和水位等參數(shù),采用翻斗式雨量計(jì)和浮子式水位計(jì)。當(dāng)遙測(cè)站出現(xiàn)有雨量不正常時(shí),應(yīng)檢查翻斗式雨量干簧管是否損壞,在斷電的情況下,萬(wàn)用表選用電阻檔,兩個(gè)測(cè)試棒接到雨量計(jì)上的兩個(gè)接線端,輕輕翻動(dòng)翻斗,觀察萬(wàn)用表指針是否發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),如果指針不動(dòng)則表明干簧管存在問題,應(yīng)及時(shí)起用備用干簧管或更換干簧管;檢查雨量信號(hào)線接頭接觸是否良好;檢查雨量計(jì)翻斗是否被卡死。當(dāng)RTU出現(xiàn)有降雨時(shí)出現(xiàn)多記錄,應(yīng)檢查雨量信號(hào)線接頭是否有接觸不良、短路等情況;檢查雨量信號(hào)線是否存在破皮搭鐵現(xiàn)象。

4電源系統(tǒng)

采用太陽(yáng)能電池浮充蓄電池供電,交流供電為備用電源。

當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到一定值時(shí),充電保護(hù)器自動(dòng)切斷充電電路;電壓低時(shí),能防止反充電,有效的保護(hù)蓄電池。但是,當(dāng)充電保護(hù)器發(fā)生斷路,太陽(yáng)能板不能為蓄電池浮充,不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理,就會(huì)造成蓄電池放電虧損。

為了解決這一問題,我們每個(gè)遙測(cè)站都安裝了電源模塊,對(duì)蓄電池的電壓進(jìn)行檢測(cè),采集到的雨量和水位數(shù)據(jù)以及蓄電池的電壓,一并發(fā)回中心站,為延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命提供了保障。

而中繼站的蓄電池電壓是沒有監(jiān)測(cè)的。離中繼站遠(yuǎn)些的遙測(cè)站一個(gè)或多個(gè)通訊不正常,中心站電臺(tái)收發(fā)的聲音伴有沙沙聲時(shí),一般是中繼站供電電壓過(guò)低。

5避雷系統(tǒng)

直擊雷主要表現(xiàn)直接擊中室外高處的物體,如室外的通訊天線,雨量計(jì),太陽(yáng)能電池板架空的電源線和信號(hào)線;感應(yīng)雷影響主要是由于雷電的發(fā)生,發(fā)生電磁感應(yīng),天饋線、信號(hào)線、電源線及其它導(dǎo)電體內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓,危害到設(shè)備的安全。

采用超短波通訊的測(cè)站,對(duì)防雷措施尤為重要,特別是中繼站一般設(shè)在位置較高的山上,并且架設(shè)在鋼塔頂部,存在極大的引雷隱患。

錦江水庫(kù)水文遙測(cè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)2005年的升級(jí)改造后,沒有出現(xiàn)因?yàn)槔讚羰乖O(shè)備遭受大面積的損壞。系統(tǒng)RTU由原來(lái)的單片機(jī)換成PLC,運(yùn)行更加可靠;各超短波通訊的測(cè)站,避雷系統(tǒng)加裝了饋線避雷器;調(diào)節(jié)避雷針的高度;調(diào)整避雷針與天線的距離;增加地網(wǎng)的鋪設(shè),使地網(wǎng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)全面達(dá)到接地電阻≤4Ω。測(cè)站的防雷水平得到了有效的提高。

6洪水預(yù)報(bào)

庫(kù)區(qū)上游降雨量、支流水位測(cè)報(bào)以全天候自動(dòng)測(cè)報(bào)為主,人工觀測(cè)為輔。預(yù)測(cè)洪峰入庫(kù)時(shí)間;暴雨中心在長(zhǎng)江或城口洪峰入庫(kù)時(shí)間為5h～6h;預(yù)測(cè)洪峰流量;利用降雨量與洪水水量關(guān)系曲線預(yù)報(bào)一天、三天、七天洪水總量。多年來(lái)我們根據(jù)自動(dòng)測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行水文預(yù)報(bào)提前泄洪或提前加大泄洪流量,降低庫(kù)水位的方式進(jìn)行調(diào)洪,調(diào)洪效果理想。

系統(tǒng)建成投入使用后,水文工作效率大大提高,為水庫(kù)的防洪渡汛和水庫(kù)調(diào)度提供了重要依據(jù),為防汛部門采取積極有效的防洪減災(zāi)措施提供了可靠的信息,使下游1.26萬(wàn)人口、1.2萬(wàn)畝農(nóng)田、十多億元人民幣固定資產(chǎn)減輕或免遭洪水的危害。

參考文獻(xiàn)

[1] SL61-2003,水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].水利部.

[2] SL-61-94,水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范[S].水利出版社,2001.

[3] 馮訥敏.水文儀器設(shè)備實(shí)用維修手冊(cè)[M].河海大學(xué)出版社,2005.