绰勒水利枢纽水情自动测报系统
水情自动遥测系统在桃山水库二期工程建设中的应用
文章 编 号 ：０ ７— ５ ６ ２ １ ）３— １５—０ １０ ７９ （ ０ ０ ０ ０ ０ ３
水情 自动遥测 系统在桃 山水库二期工程建设 中的应 用
王 宇航 ， 高广 峰
（ 山水 库 管 理 处 ， 龙 江 七 台河 １４０ 桃 黑 ５ ６０）
摘 要 ： 阐述了水情遥测 系统在桃 山水库二期工程 中的应用及系统的组成 、 软硬件功能特点 ， 建成后在 防洪和兴利 中发挥着显著作
６个月 以上 ， 其通信 畅通率 应 ＞９ ％ ， ５ 误码率 ＜１ ～。④遥测 ０ 站能 自动采集实 时水情 数据并 自动定 时将水 情数 据发 送至 中心站 ， 数据精度满足规 范要求 ．雨 量计 分辨率 为 １ ｍｍ， 测
一
上。具体 以下 功能 特点 ： 在 暴雨 、 水等 恶劣 天气 条件下 ① 洪 能可 靠、 稳定地工作 ， 备 的可 靠性 强 。②设 备 符合 结构 简 设 单可靠 、 低功耗的原 则 ， 防雷措 施 ， 有 中继站 、 测站 能在无 遥 人值守 、 无人看护的条件下工作 。③ 遥测站 能在环 境温度 ～
乡、 北兴三 队、 种畜 场 十队 、 种畜 场 五 队、 沙经 营所 、 金 新青 、 胜利 、 向阳、 北兴 ２ ２队、 北兴 ２ ７队 、 北兴 ２ ４队 、 北兴 １ ７队） 。
段， 在防洪 和兴利工作中发挥了显著的作用 。
ｌ 采集 方式 和组 网方 案
１ １ 采 集 方 式 ． ① 雨 量 采 集 方 式 ： 用 翻 斗 式 雨 量 观 测 设 备 ， 度 为 采 精
系 统 以桃 山水 库 管 理 处 作 为 中 心 数 据 接 收 站 ， 湖 二 矿 龙
办公楼为 中继站 ， 利用超 短波无 线信道 将各遥 测站采集 的水
新疆玛纳斯河水情自动测报系统
新疆玛纳斯河水情自动测报系统
蔡文英;江有成
【期刊名称】《水资源研究》
【年(卷),期】2003(024)003
【摘要】新疆玛纳斯河流域管理处与水利部南京水利水文自动化研究所采用先进的计算机信息处理技术和软件设计思想，共同开发了新疆玛纳斯河防洪供水水情调度自动化系统。
突出了该系统在灌区的实用性。
介绍了该系统的结构、设备配置与运行情况。
【总页数】2页(P38-39)
【作者】蔡文英;江有成
【作者单位】新疆水利厅玛纳斯河流域管理处，新疆石河子832000
【正文语种】中文
【中图分类】P332
【相关文献】
1.水情自动测报系统信息采集平台在水情预报中的应用 [J], 颜虎;杨亚芳
2.新疆恰甫其海水情自动测报系统改造 [J], 张鹏
3.简述新疆玛纳斯河水情遥测系统的开发与应用 [J], 蔡文英
4.水情自动测报系统在新疆头屯河灌区的应用 [J], 唐景
5.新疆开都河水情自动测报系统建设与运用 [J], 王援生; 徐康明; 丁占涛; 樊小刚; 李胜存; 宗锦楠
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
武都水库水情自动测报系统的构建及其关键技术
武都水库水情自动测报系统的构建及其关键技术徐辉【摘要】四川省武都水库水情自动测报系统在构建中涉及计算机网络配置、双机热备份及磁盘阵列配置技术、串口服务器配置洪水预报软件中的参数配置等多项技术.在实际运行中实现了全面准确地收集所需的水雨情信息,较为准确地作出洪水预报,发挥了系统应有的设计功能,成为武引综合信息化系统的一个专业子系统.【期刊名称】《中国水利》【年(卷),期】2010(000)012【总页数】4页(P33-36)【关键词】武都水库;水情自动测报系统;水利信息化;信息流转【作者】徐辉【作者单位】四川省绵阳市武引工程管理局,621000,绵阳【正文语种】中文【中图分类】TP393四川省武都水库是以防洪、灌溉为主，兼顾发电、工业及生活用水等综合利用的大型水利工程，电站装机容量15万kW，多年平均年发电量6.15亿kW·h。
由于水库流域地处龙门山暴雨区，暴雨量集中，强度大，加之山高坡陡，水系发育，在暴雨洪水形成过程中汇流时间短，流速大，对水库工程及下游江油、绵阳的城市防洪提出了很高的要求。
武都水库水情自动测报系统通过在武都水库及江油、绵阳等城市所在水系的上游广大地区设立雨情、水文监测站，实时监测上游雨量和河道水位，提前预测来水量，并按预定方案及时准确地作出水库继续蓄水还是开闸放水的决定，保证武引工程安全，帮助武都水库实现由50年一遇提升到100年一遇的防洪能力，从而保障了下游城市的防汛安全，同时大大提高了涪江的天然来水利用率及武都水库的综合发电能力。
一、水情自动测报系统的构建1.水情自动测报系统与其他信息化子系统的关系根据规划，武引综合信息化系统包含多个专业自动化子系统，水情自动测报系统是其中最主要的子系统之一，其关系如图1所示。
武引综合信息化系统平台是武引集团公司全部自动化信息的总节点，它从各专业子系统中提取各种生产运行和管理所需关键数据信息进行存储，并将部分专业信息集中对外发布，同时负责武引集团公司与其外部系统（指省防办、气象局、水文局、四川省电力公司等的自动化系统）的信息交换。
新疆开都河水情自动测报系统建设与运用
文章编号:1006 2610(2020)01 0032 05新疆开都河水情自动测报系统建设与运用王援生,徐康明,丁占涛,樊小刚,李胜存,宗锦楠(国电新疆开都河流域水电开发有限公司,新疆库尔勒市 841000)摘 要:开都河发源于天山南麓中部,其径流主要来源于降水和冰川㊁积雪融水,洪水类型主要有冰雪融水型㊁暴雨型和暴雨融雪混合型3种㊂开都河水情自动测报系统运用国际流行的SWAT 和SRM 两种分布式水文模型,并将之与数值天气预报相耦合,分别用于主汛和春汛期径流以及不同类型洪水预报问题㊂目前,流量(径流)预报预见期达到7d,7d(3d)滚动预报六成(七成)以上达到了乙级精度和实用要求㊂关键词:SWAT 模型;SRM 模型;数值天气预报;积雪水当量;水文预报精度中图分类号:TV12;TV697.11 文献标志码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-2610.2020.01.006Construction and Application of Water Regimen Automatic Forecasting System for Xinjiang Kaidu RiverWANG Yuansheng ,XU Kangming ,DING Zhantao ,FAN Xiaogang ,LI Shengcun ,ZONG Jinnan(Guodian Xinjiang Kaidu River Basin Hydropower Development Co.,Ltd.,Korla ,Xinjiang 841000,China )Abstract :The Kaidu River originates from the central part of the southern foot of the Tianshan Mountains ,and its runoff mainly comes from precipitation and glaciers ,and snow melts.There are three types of floods :ice-snow-melt ,heavy rain and combination of heavy rain and snow-melt.The Kaidu River Water Regimen Automatic Forecasting System adopts the internationally popular SWAT and SRM ,two distributed hydrological models ,and couples them with numerical weather forecasting for the forecasting on main flood ,spring floodrunoff and different types of flood.At present ,the forecast period of the discharge (runoff )forecast reaches 7d ,and more than 60%(70%)of the rolling forecast of 7d (3d )has reached Grade B accuracy and practical requirements.Key words :SWAT model ;SRM model ;numerical weather forecast ;water equivalent of snow cover ;hydrological forecast accuracy 收稿日期:2019-09-28 作者简介:王援生(1971-),男,新疆沙湾人,高级工程师,国家能源集团新疆开都河流域水电开发有限公司总经理,长期从事水电基建与生产管理工作.1 流域概况开都河发源于天山南麓中部海拔4000多m 的依连哈比尔尕山,先后流经小㊁大尤尔都斯两大山间盆地(是为上游),之后进入峻深峡谷段(中游河段),出山后又流经山前丘陵及平原灌区(下游),最后注入博斯腾湖,河流全长525km㊂出山口处大山口水文站以上流域面积18740km 2,大山口断面多年平均流量112m 3/s,年径流总量35.2亿m 3㊂流域出山口以上区域海拔高程约在1400.00~4800.00m 之间,域内水汽主要来源于西风环流及北冰洋气流,上㊁中游产流分别约占全河的70%和30%,下游基本不产流㊂开都河径流主要来源于降水和冰川㊁积雪融水㊂年内按水情特征可分为春汛期㊁主(夏)汛期㊁秋季退水期和冬季枯水期㊂春汛径流以融雪为主,主(夏)汛期径流以降水补给为主,枯期径流以地下水补偿为主㊂洪水类型按成因可分为冰雪融水型㊁暴雨型和降雨融雪混合型3类,按出现时间可分为春汛(4 5月)和夏(主)汛(6 8月)洪水2类㊂流域水能资源富集于中游河段,规划 两库七级”电站,总装机1887MW,其中第5级(察汗乌苏)㊁第6级(柳树沟)和第7级(大山口)水电站已经建成㊂察汗乌苏水电站具有不完全年调节能力,其下柳树沟和大山口为径流式水电站㊂水文与环保 西北水电㊃2020年㊃第1期 ===============================================2 水文模型建设2.1 水情测报系统开都河流域水情自动测报系统主要包括:察汗乌苏中心控制站和若干山区水文气象遥测站网硬件设备㊁中心站数据处理软件(平台)㊁基于SWAT 模型和SRM 模型的水文预报软件以及数值天气预报下载和解析软件等㊂系统自动监测㊁传送㊁采集和处理流域气象和水文信息,自动下载和解析有关数值天气预报信息,以预报和实测的降雨等气象水文信息驱动水文预报模型,做出1~7d 的短中期水文预报㊂系统拓朴如图1所示㊂图1 开都河流域水情自动测报系统拓朴图2.2 站网布设系统中心控制站设在察汗乌苏水电站,遥测站网现有21个气象遥测站点和3个水文站点,测区覆盖开都河出山口以上集水区域,察汗乌苏以上区域站点布设密度约为800km 2/个㊂气象站点布设除考虑不同地域气象代表性外,主要顾及移动通信信号覆盖和交通条件㊂流域水情站网布设如图2所示㊂图2 开都河流域水情站网布设示意图2.3 水文模型建设基于开都河流域地形地貌和气象水文特点以及当前水文预报模型发展情况,本系统选用SWAT (Soil and Water Assessment Tool )模型和SRM (snowmelt-runoff model)融雪径流模型2种分布式水文模型,分别主要用于主汛和春汛期径流量预报㊂此外,对春汛来水总量,还运用同期流域积雪水当量(water equivalent of snow)进行类比预测㊂为延长水文预见期,模型引入了欧洲中期天气预报中心(Eu⁃ropean Centre for Medium-Range Weather Forecasts,以下简称欧洲中心)和中国T639等数值预报产品,通过使用有关软件开发气象数据解析计算程序,自动处理数值预报有关源数据,并将处理结果导入水文模型,驱动模型运算㊂目前,7d 数值预报数据连续滚动进入水文模型运算,7d 以上预报数据只用以预测来水趋势㊂(1)SWAT 模型建设SWAT 模型的水文预报基于水文循环概念和水量平衡方程进行,是一种基于物理机制和GIS 基础之上的分布式流域水文模型[1]㊂模型由站点的气象资料驱动,以水文响应单元(Hydrologic Response Units,HRUs)为最小水文模拟单元进行流域水文过程模拟,在HRUs 上利用水量平衡理论描述陆相水文循环过程,在河道内采用变动储水系数模型或者马斯京根法计算河道的汇流㊂模型运行所需的输入数据包括气象数据㊁地形和河道数据以及土地利用和土壤数据等[2,4]㊂开都河SWAT 水文预报模型建设主要采用了美国国家航空航天局公布的高程数据(AS⁃TER-GDEM V2)㊁中国寒区旱区科学数据中心发布的‘西部1∶100000土地利用数据库“和世界土壤数据库HWSD(Harmo⁃nized World Soil Database ver⁃sion1.1)1∶1000000土壤数据信息等,运用ArcGIS 和SPAW 土壤计算软件等,对数据进行必要的处理后,形成模型所需的数字高程模型DEM(Digital Elevation33西北水电㊃2020年㊃第1期===============================================Model)㊁土地利用数据库和土壤数据库等[3]㊂再以DEM 为基础,结合土地利用㊁土壤分布及其理化性质㊁气象资料等空间数据[6],将流域研究区域单元化㊂本模型将开都河流域划分为166个子流域㊁1383个水文响应单元㊂模型中降雨等变量信息主要采用欧洲中心数值预报数据和流域各测站实测信息[7]㊂将2013年水文资料重复3次进行模型预热,再用2013㊁2014和2015年数据做模型参数率定,并以2016年为模型验证期,分别进行月尺度㊁日尺度率定,率定期察汗乌苏入库流量(径流)日尺度确定性系数R 2最好记录为83%[6],达到了GB /T22482-2008‘水文情报预报规范“(以下或简称规范)规定的预报项目乙级精度要求(0.90≥D C ≥0.70)㊂模型于2016年主汛期投入试用㊂(2)SRM 模型建设SRM 模型是一种使用度日因子法㊁采用遥感数据作为模型输入变量的确定性㊁概念性㊁分布式和基于物理原理的水文模型[8]㊂该模型以气温㊁积雪覆盖率为主驱动㊁降雨为辅驱动,专门用于模拟和预报山区融雪径流㊂开都河SRM 模型中DEM 数据来自ASTER -GDEM V2[9],积雪覆盖率㊁积雪水当量2个遥感数据分别来自美国环境中心MODIS 源和欧洲中心数值预报,气象水文数据(包括预报数据)来自区域内气象水文站和欧洲中心[10]㊂根据流域地形和气象特点,将其在平面上划分为巴音布鲁克以上㊁巴音布鲁克至萨很托亥㊁萨很托亥至霍尔古吐㊁霍尔古吐至察汗乌苏4个区域,再在垂直方向按400m 间隔划分出若干高程带,作为分布式融雪径流模型的计算单元㊂高程带划分结果如图3所示㊂图3 开都河流域高程带划分图 基于SRM 模型结构,开发模型核心计算程序㊁配套输入输出交互程序和结合粒子群算法的率定程序,完成建模和参数率定,率定期察汗乌苏入库流量(径流)日尺度确定性系数R 2最好记录为86%,达到了GB /T22482-2008‘水文情报预报规范“规定的预报项目乙级精度要求(0.90≥D C ≥0.70)㊂模型于2017年春汛期间投入试用㊂3 总体预报精度3.1 主汛期流量(径流)预报2017 2018年主汛期间(6 8月),基于SWAT模型和数值预报的察汗乌苏入库流量(径流)预报精度评定情况见表1㊁2和图4㊂表1 主汛期察汗乌苏入库流量(径流)预报精度评定表43王援生,徐康明,丁占涛,樊小刚,李胜存,宗锦楠.新疆开都河水情自动测报系统建设与运用===============================================表2主汛期察汗乌苏7d 入库流量逐日预报准确率统计表3.2 春汛期流量(径流)预报2017 2019年春汛(4 5月)期间,基于SRM模型和数值预报的察汗乌苏入库流量(径流)预报精度评定情况见表3㊁4和图5㊂图4 主汛期察汗乌苏7d 入库流量(径流)预报相对误差分区占比统计图表3 春汛期察汗乌苏入库流量(径流)预报精度评定表表4春汛期察汗乌苏7d 入库流量逐日预报准确率统计表图5 春汛期察汗乌苏7d 入库流量(径流)预报相对误差分区占比统计图4 洪水预报实例以2017年 7.17”洪水预报为例(该次洪水约为5年一遇)㊂当时,测报系统主要开展日均流量预报,另由人工做出洪峰和峰现时间预报㊂7月9日,水情测报系统对欧洲中心数值预报的处理结果显示:7月11 17日流域有连续降雨过程,其中15 16日全流域累计降雨约32mm,测报系统对该次洪水做出了首次预报㊂之后,测报系统跟踪处理数值预报并逐日滚动预报了该场次洪水日均流量过程㊂7月14日,测报系统对欧洲中心数值预报的采集处理结果为:15 16日,预测全流域降水约35mm,其中萨很托亥-霍尔古吐区间降雨量约47mm㊂测报系统SWAT 模型同步做出了未来7d 流量预报,人工预测洪峰流量约为670m 3/s,将出现在7月17日凌晨㊂实际情况:7月15 16日,流域发生2次降雨过程,全流域降雨约28mm(较预报少20%),其中萨很托亥-霍尔古吐区间降雨量约60mm(较预报多28%),达到暴雨量级㊂7月15日17:00后,察汗乌苏入库流量从约250m 3/s 开始迅速增大,7月16日零点首次洪峰(428m 3/s)入库,7月17日零点第2次洪峰(714m 3/s)入库㊂7月14日预报与实际流量对比情况如表5~6㊂表5 7月14日预报流量与过程实测流量对比表有关分析与说明:本次预报15 21日间流域平均降雨量较实际53西北水电㊃2020年㊃第1期===============================================降雨量多23%,而预报7d 径流总量则较实际多约20%㊂表面看,两者呈现出高度的协调匹配性㊂但实际上,由于降雨中心较预报大幅下移,使产汇流条件发生了重大变化,前述两者之间的协调匹配性更像是一种巧合或假象㊂另据计算,本次预报的确定性系数(D C 值)为80.63%,达到了乙级精度要求㊂但基于前述降雨中心大幅偏移的情况,本次预报的D C 值实际上反证出水文模型参数存在明显问题㊂截止目前,水文模型有关参数的率定与改进仍在进行中㊂表6 7月14日降雨预报与实际降雨过程对比表5 结 语(1)结合开都河流域水文特点,采用SWAT 和SRM 两种水文模型,分别用于主汛和春汛期径流以及不同类型洪水预报,总的来看,方向㊁方法是正确的㊂(2)将分布式水文模型与数值天气预报相耦合,以数值预报驱动水文模型,可以有效延长水文预见期㊂基于欧洲中心和中国T639数值预报开展预见期为7d 的开都河水文预报,基本达到了实用精度要求㊂(3)数值预报的精度㊁水文模型的精度以及专家支持系统的修正精度共同决定了开都河中期水文预报的精度㊂在有显著天气过程时,数值预报的决定性影响更为突出㊂因此,很有必要对流域数值预报开展置信度分析㊂另外,从 7.17”等场次洪水预报情况看,还需要深入㊁持续开展开都河水文模型参数率定工作㊂(4)基于目前的气象水文预报水平,将其用于防洪调度时要考虑数值天气预报的不稳定性和水文预报模型的误差等,对降雨和洪水预报适当加成以防范调度风险㊂参考文献:[1] (美)尼奇(Neitsch,S.L.).SWAT 2009理论基础[M].西安:黄河水利出版社,2011:1-99.[2] 陈昌春.土地利用变化对赣江流域径流的影响研究[J].自然资源学报,2014(10):1758-1769.[3] 王艳君.子流域划分和DEM 分辨率对SWAT 径流模拟的影响研究[J].水文,2008,28(03):23-25.[4] 刘晶晶.基于SWAT 模型的清江流域宜都段不同土地利用模式下非点源污染分析[J].西北水电,2018(01):21-25.[5] 杨军军.湟水流域SWAT 模型构建及参数不确定性分析[J].水土保持研究,2013(01):82-88.[6] 姚允龙.流域分布式水文模型SWAT 空间输入数据的不确定性研究[J].农业系统科学与综合研究,2009,25(04):470-475.[7] 刘娜,任立良.基于信息熵对新安江水文模型参数及预报结果不确定性的量化分析[J].西北水电,2010(03):88-91.[8] 张一驰.开都河流域融雪径流模拟研究[J].中国科学D 辑,地球科学,2006,36(增刊Ⅱ):24-32.[9] 秦国民,戴荣.基于GIS 和DEM 的流域特征信息提取[J].西北水电,2010(03):4-5.[10] 李弘毅,王建.SRM 融雪径流模型在黑河流域上游的模拟研究[J].冰川冻土,2008,30(05):739-774.. 欢迎订阅 欢迎投稿 欢迎刊登广告 63王援生,徐康明,丁占涛,樊小刚,李胜存,宗锦楠.新疆开都河水情自动测报系统建设与运用===============================================。
枫树坝水库水情自动测报系统的升级改造
水 利 科 技
枫树坝水库水情 自动测报系统的升级改造
程 庆
（ 粤 电枫树 坝发 电公 司， 广东 龙川 ５ １ ７ ３ ０ ０ ）
摘 要： 介 绍 了枫 树 坝水 库 原 有水 情 自动测 报 系统 的 状 况及 存 在 问题 、 对 原 有 水 情 自动 测 报 系统 的升 级 改 造 、 新 系统 的 功 能 特 点和 运行 情 况 。 关键 词 ： 枫 树 坝 水库 ； 水 情 自动 测报 ； 系统 数据 采 集 器 ； Ｇ Ｓ Ｍ通信 ； 北 斗卫 星
现。
２ ． ２ ． ４ 电源 系统
电源系统不做更换 。遥测站太 阳能板 已使用 ７ 年， 转换效率将 大大降低 ， 另外蓄电池是易耗品 ， 改造时对太 阳能板 、 蓄电池全部进 统
随着 遥 测 设 备 的 老化 ， 以及 调 度 要 求 的 发 展 ， 对 于 数 据 的实 时 性、 稳定性 ， 维 护 管 理 的方便 性 以及智 能 自动 化程 度 的不 断提 高 ， 枫 树 坝 水情 自动测 报 系统 改 造也 势 在必 行 ， 以 满足 各 方面 的需 求 。 原遥测系统采用单一通讯方式 ， 除坝下采用 Ｖ Ｈ Ｆ通讯方式外 ； 其余站点都通过海事卫星通信方式将数据发往中心站 ， 由于海事卫 星用户较 多， 来数畅通情况不太理想 ， 海事卫星通信延时较长 、 通信 费用 昂贵 ， 并且 Ｔ ｒ 一 ３ ０ ２ ２ Ｃ海事卫星通信终端 当前 已经停产 ， 对于 日 后备 品备件的购置存在不确定性 ， 卫星 电台功耗太大无法实时在线 工作 ， 另外原系统采用 Ａ Ｃ Ｓ Ｉ Ｏ ０型数据采集器 ， 在 中心站无法对遥 测 站 实 时遥 控 ， 已经 不 太 适 应 现代 水 情 自动 测 报 系统 的理 念 ； 这些 都促使遥测系统需要进一步改造以提高系统可靠性、 提高系统畅通 率及 降低通信运行 费。 ２ ． ２遥 测站 改 造方 案 鉴 于 以上 原 因 ， 枫 树 坝公 司决 定继 续 由南瑞 公 司 负 责整 个 系 统 的 升级 改 造 ， 现场 安装 由枫树 坝 公 司和 南瑞 公 司共 同完 成 。 ２ ． ２ ． １改造 范 围和 原则 ． 经过 认 真 、 全面探讨 ， 确 定 系 统改 造 范 围和 原 则 ： 取 消坝 下 站 ， 将 剩余 的 １ ７个遥 测 站 点全 部 进行 升 级 改造 ，遥 测站 主 要 针对 数 据 采集器 、 通 信 系统 、 电源 系 统 、 传 感 器 系统 等几 个 方面 进 行改 造 。 改造原则是能利用的设备尽量利用 ， 但是需要做 出淘汰的设备 也 不 能将 就 使用 。
自动水位遥测系统在水库防洪预警中的应用
自动水位遥测系统在水库防洪预警中的应用
吕殿荣;李学玉
【期刊名称】《农业科技与信息》
【年(卷),期】2010(000)012
【摘要】水库、河道水情自动测报技术在水库防洪预警中起到了显著效应,在水库上游河道建设超声波自动水位遥测系统,通过定点、定时进行测报,随时将获得的有关水位、流量等水情数据传输到监控中心.大大加速了汛情、水情的传递速度,提高了监测数据的准确性,并为水库防汛调度、防汛指挥提供了科学依据.
【总页数】2页(P34-35)
【作者】吕殿荣;李学玉
【作者单位】瓜州县榆林河灌区水利管理所,甘肃酒泉,736100;瓜州县榆林河灌区水利管理所,甘肃酒泉,736100
【正文语种】中文
【相关文献】
1.水情自动测报技术在水库防洪与调度中的应用
2.水情自动遥测系统在桃山水库二期工程建设中的应用
3.分期防洪限制水位在新立城水库的应用
4.水情自动测报技术在水库防洪与调度中的应用思路研究
5.洪水元胞自动机模型在防洪预警中的应用
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
桑河二级水电站水情自动测报系统建设和应用
第34卷第1期云南水力发电139桑河二级水电站水情自动测报系统建设和应用任启成，周双全，徐文卓，刘艳华，马延功，刘兴勇(桑河二级水电有限公司；云南昆明650214)摘要：介绍了湄公河一级支流桑河流域的降雨和洪水特性，并就柬埔寨桑河二级水电站水情自动测报系统建设和应用过程中，有 关遥测站点布置、通讯组网、流量测验、洪水预报、系统软件功能等方面的特点，以及系统实际应用中取得的成效，进行了重点 阐述。
关键词：湄公河桑河流域；水情自动测报；建设；应用中图分类号：P457, S165 +1文献标识码：B文車编号：1006 - 3951 (2018 )00 - 0139 - 05DOI：10. 3969/j.issn.1006 - 3951. 2018.01.0391基本情况1.1流域概况及基本水文特性桑河二级水电站坝址以上流域面积约为4.9 x 104km2,多年平均流量1310 m3/S，流域由桑河和 斯雷波克河构成，其中桑河流域面积约1.9 x104 km2,河道长度约490km，斯雷波克河流域面积约 3 xlO4km2,河道长度约410 km;流域为跨国流域，越南境内约2.2 x104km2,柬埔寨境内约2.7 x104 km2。
目前桑河二级水电站上游越南境内梯级基本 开发完毕，桑河上游越南境内有6个梯级，装机 约1500MW,斯雷波克河上游越南境内有5个梯 级，装机约700MW。
桑河流域洪水主要由暴雨形成。
造成暴雨的天 气系统，以西南季风、风暴、热带低压、热带气旋 和冷气压为主。
有时多种气象因素结合在一起，通 常就会导麵降雨，日降水量可达到150 ~ 300mm〇暴雨在面上分布不均，降雨强度上、中、下 游逐渐递减，相差较大。
流域全年均有暴雨发生, 但主要出现在7 ~ 10月，11月仍有较大暴雨出现,但次数较少，暴雨呈多中心分布。
上下游出现洪 水的日期不完全对应；电站坝址以上流域多年平 均降雨量约1700 ~ 1800mm,北部山区和西南部高 地的年降雨在2600 ~ 3000mm。
柳河水库水情自动测报系统建设的必要性及总体设计
除险加固工程初步设计报告［ ］ 绥化： Ｒ・ 绥化市水利水电勘测 设计研究院， ０ ８ ２ ． ０
［ ］ 电力工业部 成都勘测设计 研究 院 ． Ｌ Ｔ ０ １—１９ ２ Ｄ ／５５ ９ ６水利 水 电
信端 口（ Ｓ３ ） Ｒ ２ ２ 连接 中心站 的实时监控计算机 。该计 算机将
３ 系统 总体 设计
本系统将采用 Ｇ Ｍ短信 为主信 道的组 网方案 。选 用 的 ｓ 遥测系统终端设备必须能够支持 多信道组 网。
根据上述系统设计原则和 系统 需求 ， 本系 统建设采 用摩 托罗拉公司 的监 视控制 和 数据 采集 系统 （ Ｓ Ａ 技 术 和 ＭＯ Ｃ Ｄ） 产品构成系统组 网 主体 。采用 ＭＯ Ｃ Ｄ ＦＵ作为 中心 站前 Ｓ Ａ Ｉ
工程水情 自动测报 系统设计规定 ［ ］ 北京 ： ｓ． 中国电力出版社 ，
按 照系统要求运行数据采集与处 理软件 ， 实现 对现场 数据 的
１９ ． ９ ６
接收、 处理 、 存储 （ 建立 数据库 ， 按照要 求将 数据 写进 数据 并
［ ］ 何勇军 ， ３ 刘成栋 ．大坝安全监测与 自动化 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国水 利
村屯 ， 交通方 便 ， 易于 或 能 够实 施 的地 方 ， 强 测 站 的安 全 加
［ 收稿 日期】 ０ １— ５—１ ２１ ０ ５
［ 作者 简介］ 王有 波（ ９７一） 男， １６ ， 黑龙江绥化人 ， 工程师 ， 现从 事水利水 电工程设计 与施 工工作。
・－ －— —
２ ０１ —— ・ —
参考 文献 ：
［ ］ 绥化市水利水 电勘 测设计研 究院 ．黑龙 江省庆 安县柳河 水库 １
置通信处理器 ， 过基 于 Ｇ Ｍ 的 ＭＯ Ｏ Ｏ Ａ数据链 路通信 通 Ｓ ＴＲＬ
齐齐哈尔水情自动测报系统的维护检测
（ Ｔ Ｆ 达 ２． Ｍ Ｂ ） ２ ５万 ｈ 因此 由其为 核心 的遥 测系统 具有 极高 ，
的可 靠 性 。 １２ 系 统 组 成 ．
Ｍ ＳＡ Ｏ Ｃ Ｄ—Ｍ系列水文信息采集传输系统采用模块化设
计， 中心站 、 遥测站 、 中继站配置基 本相 同 ， 可实现互 换 ， 并 仅
需下 载不 同的应用 程序 。
ｑ＝ 阻 塞 轻 微 ｑ＝０ １ ， 般 阻 塞 ｑ＝０ ２ ， 塞 较 严 ０， ． Ｑ 一 ． 阻
重 ｑ ．Ｑ ＝０ ３ 。
表１
值 选 用 表
３２ ２ 汇水面积法 的泥石流量计算 ．．
Ｑ Ｑ（ ＝ １ ） ｑ
ｒ 一 １
３ 体 积 比法 ）
式中 Ｑ 为 流 量， ／；为 石 系 ＝ Ｊ 。 ： 泥石 流 ｍ ｓ 泥 流 为 泥 石 流 流 量 ， ｓ Ｑ 为 泥 石 流 基 本 流 量 ， Ｑ ｉ／； ｎ
ｉ ／ ； ＝ Ａ为泥 石 流过 水 断 面 面积 ， 。 Ｖ ｎ ｓＱ ＡＶ ， ｍ ， 为泥 石 流 流速 ， ／ ； 考 虑 汇 水 区 内 有 阻 塞 现 象 时 的 附 加 流 ｍ ｓ ｑ为 量 ， ｓ 缺 少资 料 时一般按 Ｑ 的 百分 比计算 ， 阻 塞时 ｍ／ ； 无
（ ｏａ Ｎ ．５ Ｔｄ ｌ ｏ３ ）
文 章 编 号 ：０ ７— ５６ ２０ ）６— ０ ２— ２ １０ ７ ９ （０ ７ ０ ０ ５ ０
齐 齐 哈 尔水 情 自动 测 报 系统 的维 护检 测
李 范秋 ， 婧 ， 陈 邢丽秋
（ 齐 哈 尔 水 文 局 ， 龙 江 齐 齐 哈 尔 １１０ ） 齐 黑 ６０ ５
ｎ
鬲１ ＋
式 中： 为固体物质 比重 ， 般取 用 ２４—２ ７ ／ｎ ； ｒ 一 ． ． Ｔ ｒ Ｆ为 泥石 ３
清溪流域梯级水库水情自动测报系统更新要点
（ ）水位 监 测 方 案 二
较好；而运营商无线通讯依赖于基站的传输，在灾害发生
时 易 受光 纤损伤 影 响 而使 通 讯 中 断， 同时 Ｇ Ｍ短信 具 有 Ｓ
延 时长 的缺 点。
对 比 以上优缺 点 ，考 虑到 清溪流 域 站 点大 多分布 在
监 守、使用 方便 、性 价 比高 等特 点。本 次 项 目采用 精度
为 １Ｏ ｍ的翻 斗式雨量计 ，可满足综合信 息化系统 要求， ．ｍ 当雨 量 变化 ｌ ｍ时， 自动 向接 收方 发送 数据 。采 集 降雨 ｍ 强度 可达 ４ ｍ ｍ ｎ ｍ ／ ｉ ，误差 ≤ ±３ 。 目前清 溪流域 采用翻
不 具 备 移 动 通 讯 信 号 的 山 区 ，更 新 的测 站 宜 采 用 超 短 波 为
目前水位 传感 器 的种 类有 多种 ，主要 有浮 子 式水位
主 、Ｇ Ｍ短 信为辅 的方式 ，设 计 中统一采用超 短波为 主信 Ｓ 道 、Ｇ Ｍ短 信为备用 信道 的通讯 方式 ，以保 障数据传输 的 Ｓ
安全运行 。为此 ，应更新设备 ，请 专业技术人 员设计一套
多年平 均降雨量 ２ １ ．ｍ ，大坝 为浆砌石 空腹 重力 坝 ， ０９９ ｍ 最大坝 高 ４ ．ｍ，坝 顶设有五 扇弧形 闸 门 （ ８６ 闸门高 ９ 、宽 ｍ
１ｍ ，正 常水 位 ３ ７３ ｍ，相 应库容 ４ ０ ８万 ｍ ， 霞洋水 ２） ８． ４ ６
二、站点布 置 水 文 自动测 报 系统是 利用 遥 测、通 信 、计算 机和 网
雨天就 出现 站点来数不 正常的现象 ，这是 因电台信号传输 能力下 降导致的结果 。电瓶贮 电能力下 降， 晴天充 电量 大 ，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第２７卷第６期 ・１５９・ ２００７年１２月 农业与技术
Ａ ｃｕｌｔｕｒｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｖｏ１．２７ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２Ｏ０７
绰勒水利枢纽水情自动测报系统
吴东华 李丹颖２
（１．中水东北勘测设计研究有限责任公司。吉林长春 １３００２１；２．长春中联软件集团有限公司．吉林长春１３ｏｏ２１）
【摘 要】介绍了绰勒水利枢纽水情自动测报系统的组成及工作原理。本系统结合国内水情自动测报系统现状将国产设备与进
口设备组合到一起，设计并调试成功了接口电路，采用优化组合的方法，实现了全套进口设备的功能。
【关键词】水情自动测报；通信系统；接口电路；绰勒水利枢纽
中图分类号：Ｓ１６５ ．２ 文献标识码：Ａ
绰勒水利枢纽工程位于内蒙古自治区兴安盟
扎赉特旗境内绰尔河中游莫力格尔大桥上游１５０ｍ
处，距离扎赉特旗旗政府所在地音德尔镇２０ｋｍ。
绰勒水利枢纽工程是以灌溉为主、结合防洪、发 电等综合利用的大（２）型水库，集水面积 ３０９７ｋｍ２。水情自动测报系统由１个中心站、２个 中继站及ｌ５个遥测站组成，遥测站包括１１个遥 测雨量站、１个遥测水位及３个遥测水位雨量站。 整个系统的工作流程是：各遥测站采集来的水文 数据经过编码后自动发送并通过超短波无线信道 进行数据传输，通过中继站传送到中心站。由中 心站计算机进行数据处理，从而完成水、雨情的 自动测报。国外的水情自动测报系统有比较成熟 的技术，软件和硬件都已经产品化，比较著名的 如美国的Ｈａｎｄａｒ公司等，但他们的产品比较昂
贵，并且他们的超短波无线电频率有些并不适用
于我国。因此，我们选用了北京微玛特公司开发
的ｓｍａｔｄａｔａ２０００数据采集系统。
１水情自动测报系统总体方案
遥测站 中继站１ 继站ｎ 中心站
数据采集及通信系统总体方案
遥测站包括雨量站、水位站、水位雨量站三 种类型，这主要是根据该站所带的传感器来划分 的。若遥测站只有雨量计，则为雨量站；若遥测 站只有水位计则为水位站、若遥测站既有水位计 又有雨量计，则为水位雨量站，所带的传感器还 有人工置数仪。雨量计使用翻斗式雨量计（单 簧），输出开关信号；浮子式水位计使用ＳＤＩ一１２ 接口，输出数字信号；人工置数仪输出数字信号。
这多种信号输入遥测终端机后，经过调理，有些
经过Ａ／Ｄ变换（有些不经过变换），都转化为数
字量，然后进行编码及处理。在接口电路的控制
下，数据送到发送电台，通过定向天线，经无线
电波传输，发往中继站或中心站。
中继站的功能比较简单，接收同频信号后解
维普资讯 http://www.cqvip.com
Ｖｏ１．２７ Ｎｏ．６ 农业与技术 ２ＯＯ７年１２月 ・１６０・
码，然后进行站址判别，若是应转发的数据，则
重新编码并通过发送电台转发，否则丢弃此数据
中心站接收到相应频率的信号后解码，判断 是否本系统数据，若是本系统数据，则以一定格 式形成数据库文件，进行水情测报。 ２设计和调试中若干问题的分析和解决 在设计和调试水情自动测报系统中，我们遇 到的主要问题是遥测终端机接口电路的设计与调 试、数据采集与通信系统软件编程。 ２．１遥测终端机接口电路的设计和调试 我们购买了遥测终端机的主板和机箱，由于 无法购买到国产２３０Ｍｈｚ超短波电台，故我们又买 了日本的ＮＩｓｓＥＩ ＮＤ８８９Ａ电台，用开关模拟雨量 传感器进行实验。 遥测机接口电路的主要功能是接受遥测终端 机主板的电平控制信号和调制数据信号，控制发 送电台上电，并延时发出控制电平信号，通过天 线传送调制数据信号。控制发送电台上电可采用
三极管与场效应管驱动电路；延时控制电平信号
可采用单稳触发器＋Ｄ触发器延时法，也可采用
电容充放电＋与非门延时法；另外调制数据信号
需加一级调幅电路，以适合ＮＩＳＳＥＩ ＮＤ８８９Ａ电台
的输入要求。
遥测机的输入信号主要是电平控制信号Ｐｒｒ
和调制数据信号ＦＳＫ。但设备的说明书并未提供
相关管脚的定义，因此必须采用黑箱法，给设备
加上输入信号，用示波器测量其输出。这里控制
电平信号为高低电平信号，而调制数据信号为正
弦信号。控制上电和延时信号只与Ｐｒｒ信号有关，
下面是触发器延时和电容充放电延时及控制上电
部分的电路原理图：
触发器延时电路原理图
试验结果：用单稳触发器＋Ｄ触发器作延时
电路，有时能有效延时，有时不能。分析其原因，
触发器对脉冲的依赖性过强，抗干扰性差。用电 Ｃ
ＦＳＫ Ｉ
容充放电法延时效果较好，故最后采用了电容充 ｌ
０．
放电＋与非门延时法方案。
对调制数据信号进行调幅可以有两种方法，
即三极管跟随法和可调电阻法。相应的控制电路
原理图如下： 三极管跟随法调幅电路原理图
ＭｌＣ
～牵
维普资讯 http://www.cqvip.com
・１６１・２ＯＯ７年１２月 农业与技术 Ｖｏ１．２７ Ｎｏ．６
Ｃｌ
ＦＳ Ｉ１
０
ｌＣ
可调电阻法调幅电路原理图
试验结果：三极管跟随法和可调电阻法都可
调节数据信号的幅值，但前者使用元器件较多，
而后者电路简单，成本低。比较后采用了可调电
阻法。
２．２数据采集及通信系统软件编程
对Ｍｏｄｅｌ５５５系列所有设备的编程是统一的。
数据采集系统编程语言及基本运行软件存储于非
易失性的闪存（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）内，特定传感器接
人软件、数据处理软件及遥测协议则存于应用程
序中。针对具体的应用，可将各种应用程序库简
单的组合在一起，下载到数据采集设备内，即可
完成各种接人设备的配置、采集方式的设置、数
据处理方式的选择、数据自记法及采用何种数据
通信方式。
我们将程序类型按所带传感器分为六类：单
雨量类、单浮子式水文类、雨量浮子式水文类、
雨量超声波水文类、雨量人工置数仪类和雨量超
声波水位加人工置数仪类。组合、设置完成后存
盘，再经编译。就可得到可执行的二进制程序。
将程序下载到５５５Ｆ遥测站内存里，并使之运行，
即可观察到输出结果。
实验证明我们的分类方法是比较好的，把传
感器看作是对象，易于添加或修改，而且在某个
遥测站出问题之后，根据设计资料很容易找到替
代品，只需改一下站号即可。此程序还可以进行
扩充，如加入土壤湿度仪、风向仪、风力仪等传
感器进行土壤湿度、风向和风力信号自报，就可
应用于气象站。
在水情自动测报系统中，为实现安全和降低
成本，常常用蓄电池作为能源提供装置，这样既
便于充电，又免去了架设交流电可能带来的安全
隐患。采用上法进行定时控制后，可有效地节约
能源，提高了系统的可靠性。
３小结
绰勒水利枢纽工程是内蒙第一个大型水利工
程，其水情自动测报系统对绰勒水利枢纽工程的
洪水预报和水库调度起着至关重要的作用。我们
针对国内水情自动测报的现状，将不同国家的设
备组合到一起，设计并调试成功了接口电路和接
口通信，采用优化组合的方法实现了价格昂贵的
进口全套设备的功能。本系统稍加改变之后，可
扩充其功能，用于气象站的自动测报。
目前，绰勒水利枢纽水情自动测系统已经通
过验收并正式投入使用。
作者简介：吴东华，中水东北勘测设计研究有限责任公司，长春工业大学研究生。
李丹颖，长春中联软件集团有限公司，长春工业大学研究生。
维普资讯 http://www.cqvip.com