小(一)型水库水文自动测报系统项目设计方案

小（一）型水库水文自动测报系统项目设计方案小（一）型水库水文自动测报系统项目设计方案 1项目概述1.1概况本项目拟建设小一型水库水文自动测报系统，在水利局设置1处数据接收中心。

1.2建设目标及原则1.2.1建设目标系统建设的总目标是：实现水位、雨量数据自动采集、传输处理、（存）入（数据）库和数据检索。

选用快速可靠的通信信道，利用现代化的通信设备，确保水情信息在10分钟内到达水情分中心，20分钟内将实时数据共享到其它相关防汛部门，满足资料整编、预报和水情信息服务要求的目标。

系统建设将充分利用和整合现有有效资源，综合运用应用电子测控、现代通信、计算机编程等技术，实现对雨水情等实时动态监测管理。

结合地区降雨及数据管理特点，建设有效的、符合国家标准、及时、准确的防汛雨水情自动监测体系。

在充分利用现有先进的成熟技术和已有成果资源的基础上，建立一个集信息采集、传输共享、安全存储、智能化分析管理等为一体的高可靠信息化系统，为各级管理部门的防汛抗旱管理工作提供全面、及时、准确的数据基础和支持平台。

系统在技术手段上，采用目前国内行业主流技术，代表国内行业先进水平；系统结构上达到架构清晰，层次分明，系统功能完善；设备性能上达到稳定可靠，数据测报及时准确。

系统建设后，从数据测报、数据存储、数据管理等多方面形成多级监管模式，能很好的满足防办当前及今后一定时期内防汛指挥调度管理的需求，为防汛抗旱指挥调度搭建平台。

最终实现“信息采集自动化、传输网络化、管理数字化、决策科学化”的工作目标。

1.2.2建设原则“使水文监测基础设施向正规化、标准化、现代化方向发展，提高水文监测能力”。

进一步完善水文测报站网，提高水文测报的自动化能力，建设一套可靠、先进的、与本流域相适应的水文信息监测系统，并与洪水预报系统、洪水警报、山洪预警等系统形成统一的整体，为防洪减灾发挥更大作用。

2系统方案设计2.1设计指导思想和设计标准2.1.1 设计指导思想➢满足当地气象、地理环境条件。

符合《水文自动测报技术规范》等相关标准、规范要求。

➢本着技术先进、安全可靠、经济实用的原则，严格按照行业规范和标准的指导思想进行系统的总体设计和系统配置。

➢系统应具有技术先进性，采用先进的技术和平台，适应系统的发展，保证系统的可靠性、实时性、开放性和兼容性。

➢为保证系统的可靠性和可扩展性及投资效益，应尽量选用模块化的系统设备结构，以强大的设备可塑性和可配置性满足小型水库所处的复杂环境和各种应用需求，并为将来系统规模扩大和功能扩展提供良好的接口。

➢各监测站均采取有人看护无人值守的管理体制，实现数据的自动采集传输。

➢根据测站的条件，采用太阳能/蓄电池供电方式方式。

使用太阳能/蓄电池供电方式时，应尽量降低遥测站设备的功耗。

➢根据站点的功能要求选配设备。

➢系统组网合理，技术先进，数据流向清晰，系统响应速度快，易于扩充。

➢便于维护管理，操作简便、直观，实用性强。

➢满足因地制宜，经济实用的原则，系统具有良好的性能价格比。

2.1.2 设计基本原则结合本工程特点，以先进性、实用性、可靠性为指导思想，拟定以下设计原则：（1）先进性（2）可靠性与稳定性（3）及时性、准确性（4）经济性（5）全局性和整体性（6）开放性及扩展性（7）安全性和保密性（8）系统设计应满足国家行业有关规范、标准和规程要求，并结合原有站网的小（一）型水库水文自动测报系统项目设计方案实际情况进行设计。

为水资源管理和保护、防汛抗旱、山洪预警、水资源优化配置和调度、水资源可持续开发利用规划提供准确及时的信息和科学依据。

（9）系统的设计、建设既要考虑水文资料整编数据的准确性、连续性和精度要求，又要考虑防汛部门对水文数据的实时性要求。

2.1.3 设计标准及依据➢《水文情报预报规范》（SL25-2000）➢《水文自动测报系统规范》（SL61－2003）➢《降水量观测规范》（SL21-90）➢《水位观测标准》（GBJ 138-90）➢《水文巡测规范》（SL195-97）➢《水文自动测报系统通信电路设计技术规定》SL199-1999➢《水情信息编码标准》（SL330-2005）➢《实时雨水情数据库表结构与标识符标准》（SL323-2005）➢《水文基本术语和标准》（GB/T50095-98）2.1.4 设计条件分析➢符合《水文自动测报系统技术规范》等相关技术标准、规范。

➢系统设计要求先进、可靠、实用、防雷、省电，达到无人值守、有人管理的目的。

➢采用定时自报式和查询应答式相兼容的工作体制，对各种发报的控制参数和门坎能够进行远程设置修改。

➢系统能够长期，特别是在暴雨洪水等恶劣天气条件下可靠地工作。

系统设备要求有较高的可靠性，尤其是系统主设备要求有更高的可靠性。

➢系统应具有先进的数据通信协议，确保数据通信的可靠性，以保证数据通信误码率小于10-6，数据畅通率应达到99%以上。

➢固态存储器必须实时记录自动采集的全部数据，记录数据能满足水文资料整编的要求，根据不同的站类确保记录容量大于一年测站采集的信息容量。

具有现场、远程下载固态存储器数据的功能。

➢10分钟内应能完成水情分中心一次全系统的数据收集，20分钟内将实时数据送到其它防汛部门。

➢系统各站采用浮充蓄电池供电方式，应保证连续30天阴雨天（或停电）条件下正常供电。

➢通信系统应能满足GSM SMS/GPRS相兼容，留有VHF、卫星等备用信道接口，且能够实现切换。

2.2系统总体方案2.2.1系统总体结构系统信息流向总体结构如下图所示。

下图仅供参考。

小（一）型水库水文自动测报系统项目设计方案如上图所示，系统采用GPRS作为传输信道，小一型水库自动采集信息发送到水利局接收中心，水利局设置一处分中心，用于接收水库的水情信息。

2.2.2系统总体设计要求及特点自动测报系统总体功能要求如下：（1）系统具有先进、可靠、实用、防雷、省电、便于维护等优点，满足无人值守、有人管理的要求。

（2）雨量自动采集：能自动采集到0.5mm雨量变化值和的降雨量。

（3）定时自报：按预先设置的定时时间间隔，向水情分中心发送当前的雨量数据，同时包括测站站号、时间、电池电压、报文类型等参数。

（4）自动加报：在规定的时间内水位变幅以及降雨强度超过设定值，且设定的发报时间未到时，自动增加报送次数。

如预先设定水位连续变化＞±10cm，连续降雨＞5mm时，可自动加报，以实时获取数据特征值。

（超限值可根据测站实际设置）。

（5）应答查询：可响应分中心的查询，按接收到的指令报送实时数据和批量数据。

（6）现场固态存储：采集的雨量可现场带时标存储。

可提供现场或远程查询、下载。

（7）显示功能：在现场能实时显示雨量、电压等水情数据。

（8）现场或远地编程：可在现场或远地对设备进行各项参数设置或读取的编程操作。

（9）自维护功能：应具有定时工况报告、低电压报警、掉电保护以及自动复位等多项自维护功能。

（10）工作环境：应能在雷电、暴雨、停电的恶劣条件下正常工作，雨量采集设备具有融雪功能。

（11）安全措施：充分考虑设备设施在防风、防盗等方面的安全问题。

2、设备技术要求中小河流水文监测系统工程的雨量信息采集、存储、传输、接收设备要求如下：小（一）型水库水文自动测报系统项目设计方案（1）先进适用、技术成熟。

充分利用国内水文测报先进技术成果和成熟的设备，达到实用性和先进性的有机结合，保证水雨情数据的采集、存储和传输质量，满足报汛需求。

（2）操作简便、易于维护。

立足国产设备，选择技术上可靠且操作简便、易于维护的技术装备，同时考虑水文事业今后的发展要求，各种设备优选符合国家标准的型材和通用件，利于系统运行的维护管理。

（3）节能环保、服务到位。

在基本功能具备的情况下，优先选择具有绿色环保、中国节能认证的设备，遵循节能、节材的原则，设备本身及包装应使用环保、可循环利用的材料；本项目应选择拥有ISO质量管理体系认证和全国工业产品生产许可证的仪器设备。

2.2.3系统主要技术指标➢遥测参数：雨量、水位、电压等➢数据收集周期：所有报汛站信息在10分钟内准确传到水情分中心，20分钟传至其它防汛部门➢工作频段：GSM--900/1800/1900MHz 、VHF--220-240MHz、卫星--接收S 波段；发射L波段➢数据传输速率：SMS时9600bit/s(bps)、GPRS时约40kb/s、超短波1200bps、PSTN 9600bps、卫星9600bps➢数据畅通率：≥99％➢数据传输误码率：GSM≤10-6、卫星通信≤10-7➢设备平均无故障工作时间：MTBF≥100000h➢雨量分辨力：0.5mm➢水位分辨力：1cm➢主设备工作环境温度：-15~+60℃，相对湿度90%RH@+50℃➢遥测终端配置大容量非易失存储模块（4Mbit），可存储512天的水位、雨量数据，可以通过GPRS遥测信道远程读取➢遥测站设备具有低功耗特点，采用太阳能浮充蓄电池供电方式，保证连续30天阴雨天条件下正常工作。

2.2.4系统工作制式自动监测站采用自报式、查询—应答式相结合的遥测方式和定时自报、事件加报和召测兼容的工作体制，采用有人看管，无人值守的管理模式。

各种发报的控制参数和门坎，必须做到由分中心随时远程设定，RTU控制报送方式的执行和数据的传输。

所有自动监测站向省中心自报数据，确保15分钟所有站点数据到达水情分中心。

水情分中心接收软件为常上电值守工作体制，实时接收所有站点的最新数据报文，并分解入库。

同时水情分中心实时将各分中心的站点数据利用网络同步转发到省水情中心数据库中，便于省水情中心及时了解分中心管辖站点的情况和雨水情信息。

监测站通过结构简单、设备低耗省电、维修方便、可靠性高、实时性高的运行机制，采用终端自报和查询（召测）—应答兼容的混合式工作制式。

为保证设备长期稳定运行，设备采用掉电模式运行，通信模块常加电；召测设备时，通过通信模块唤醒设备，召测数据，查询、配置设备。

1、自报式根据量级和需求由分中心设定自报条件，在监测站设备（RTU）的控制下，达到要求等级或标准时，采用增量自报和定时自报相结合。

2、查询/应答式由分中心随机召测，报汛站自动响应，当监测站接受分中心的查询（召测），能实时采集水文数据并发送给分中心。

2.2.5数据流程监测站采用自报或自报-确认体制工作模式采集相关数据，监测站针对每一类传感器设定了独立的数据采集和数据通信工作策略。

通常监测站的数据采集终端、水位传感器等处于掉电工作状态，GSM/GPRS通信终端处于待机状态，每当设定的时间或有触发事件时，监测站的数据采集终端自动触发上电，并打开传感器的电源，监测站等待传感器稳定工作后，采集水位等数据并将数据和时标写入自记内存，如果满足发送数据条件，采集终端通过指令控制GSM/GPRS通信模块，然后发送采集到的数据。