水雨情遙測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)工作分析

馬騎龍，曹桂芬

(遼寧省湯河水庫(kù)管理局，遼寧遼陽111000)

水雨情遙測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)工作分析

馬騎龍，曹桂芬

(遼寧省湯河水庫(kù)管理局，遼寧遼陽111000)

水雨情遙測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)在防汛調(diào)度工作中發(fā)揮著愈來愈重要的作用，系統(tǒng)日常運(yùn)行管理工作必須從細(xì)節(jié)入手，抓住重點(diǎn)，不斷完善和提高管理手段，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，為防汛調(diào)度決策提供及時(shí)準(zhǔn)確的水雨情信息。文章闡述了水雨情遙測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)狀，介紹了系統(tǒng)維護(hù)工作中出現(xiàn)的問題，以及后期相應(yīng)的處理措施，通過實(shí)例分析，歸納總結(jié)出水雨情遙測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行管理工作中的幾點(diǎn)建議。

水雨情遙測(cè);改造;維護(hù);管理

1 湯河水庫(kù)概況

湯河水庫(kù)位于遼陽市弓長(zhǎng)嶺區(qū)境內(nèi)，太子河支流湯河干流上，控制流域面積為1 228 km2，有兩個(gè)跨流域引水工程，一個(gè)是1998年建成并投入運(yùn)行的引蘭入湯工程，其控制流域面積為234.9 km2，另一個(gè)是2007年建成并投入運(yùn)行的引細(xì)入湯工程，其控制流域面積為546 km2。湯河水庫(kù)是一座以防洪、供水為主，兼顧灌溉、養(yǎng)魚、發(fā)電等綜合利用的大Ⅱ型水利樞紐工程。總庫(kù)容為7.07億m3，興利庫(kù)容為3.59億 m3，防洪庫(kù)容為3.68億 m3，工業(yè)和生活年平均供水量為1.2億m3。

2 湯河水庫(kù)水雨情遙測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介

湯河水庫(kù)水雨情遙測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng))始建于1996年，由3個(gè)中繼站、8個(gè)雨量站、3個(gè)水位站、1個(gè)水溫站和1個(gè)中心站組成。8個(gè)雨量站平均分布在流域面積內(nèi)，每個(gè)測(cè)站控制流域面積150 km2左右，小于單站控制流域面積200 km2的要求。

2006年根據(jù)全省防汛工作要求，系統(tǒng)進(jìn)行整體改造，改造后的系統(tǒng)作為遼寧省水雨情遙測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)分中心站，包括3個(gè)中繼站、8個(gè)雨量站、1個(gè)水位站和1個(gè)分中心站。信號(hào)傳輸是以超短波主，GPRS為備用的通訊方式，分中心站將接收到的水雨情數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后上傳至省防中心站。

3 系統(tǒng)維護(hù)中出現(xiàn)的問題及解決措施

3.1 雷電造成設(shè)備損壞，通訊中斷問題

雨量遙測(cè)終端站安裝在相對(duì)開闊的地方，天線架設(shè)高度近9 m，周圍沒有遮擋物，系統(tǒng)建設(shè)期間沒有考慮防雷問題。一級(jí)中繼站坐落在海拔近700 m的山頂，山頂最高點(diǎn)建高度為12 m的鐵塔，塔頂安裝避雷針，引下線與地網(wǎng)連接，天線安裝在鐵塔工作臺(tái)位置，設(shè)計(jì)上雖然考慮了雷電問題，但是在實(shí)際運(yùn)行過程中，每年都會(huì)遭雷擊。自1996年系統(tǒng)建成，截止到2007年底，8個(gè)雨量站累計(jì)遭受雷擊5次，2個(gè)一級(jí)中繼站累計(jì)遭受雷擊12次。雷擊造成設(shè)備主板、電臺(tái)、GPRS模塊、天線等設(shè)備損壞，直接經(jīng)濟(jì)損失近18萬元，并且導(dǎo)致系統(tǒng)信號(hào)中斷，直接影響防汛預(yù)報(bào)調(diào)度工作。

2008年，對(duì)8個(gè)雨量站新建防雷設(shè)備，2個(gè)一級(jí)中繼站重新按照等電位方式制作防雷，截止到2012年底，系統(tǒng)再未發(fā)生過雷擊現(xiàn)象。

3.2 環(huán)境變化帶來的問題

自1996年系統(tǒng)運(yùn)行至今，雖經(jīng)歷了2003年、2004年和2006年改造，但系統(tǒng)組網(wǎng)情況沒有變化，改造后的設(shè)備仍然處在原來的位置，經(jīng)過這么多年地物、地貌和人文環(huán)境的改變，先后有麻屯、塔子嶺和吉洞峪雨量站信道不通暢，丟失信號(hào)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，暢通率不滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。經(jīng)排查原因后得出一處是當(dāng)?shù)厮欠空幱谛诺郎希瑢?duì)超短波信號(hào)形成了屏蔽，另兩處是通訊公司架設(shè)的基站及各種通訊線路對(duì)雨量遙測(cè)站形成了包圍，造成屏蔽，導(dǎo)致信號(hào)不通。

先后對(duì)這3個(gè)測(cè)站進(jìn)行遷站，目前信號(hào)通暢率達(dá)到100%。

3.3 設(shè)備箱問題

2006年系統(tǒng)改造后設(shè)備與原來使用的法拉利筒不匹配，每次到現(xiàn)場(chǎng)至少需要兩名維護(hù)人員，還要帶著梯子，單站安裝調(diào)試時(shí)間≥40 min，并且多次人為造成設(shè)備故障，這種故障很難避免，無形中增加了維護(hù)工作難度，提高了運(yùn)行管理費(fèi)用［1］。

為解決這一問題，我們自行設(shè)計(jì)，委托加工制作8個(gè)雨量站設(shè)備箱，安裝使用后上述問題得到圓滿解決。目前到現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)備時(shí)只需要一個(gè)人，10 min內(nèi)就可以完成，提高了工作效率，降低了維護(hù)費(fèi)用。

3.4 浮子式水位計(jì)問題

遙測(cè)水位站采用浮子式水位計(jì)，其傳感器轉(zhuǎn)輪直徑15cm，也就是平衡錘和浮子鋼絲繩間距為15 cm左右。當(dāng)水面波動(dòng)劇烈，水位瞬時(shí)變化量大時(shí)，會(huì)發(fā)生這2種可能:①造成鋼絲繩在傳感器轉(zhuǎn)輪凹槽內(nèi)跳躍或者瞬間滑動(dòng)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪不能同步轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就不能反應(yīng)真實(shí)水位;②浮子隨水面擺動(dòng)幅度過大，促使平衡錘鋼絲繩和浮子鋼絲繩纏繞在一起，形成設(shè)備故障而不能正常運(yùn)行。

為解決這一問題，對(duì)傳感設(shè)備進(jìn)行改造，在原有基礎(chǔ)上增加6個(gè)從動(dòng)滑輪，使平衡錘和浮子鋼絲繩之間的距離增大到1 m，同時(shí)在浮子上方20 cm處的鋼絲繩上固定一個(gè)防浪球。設(shè)備改造后正常運(yùn)行。

4 系統(tǒng)日常運(yùn)行管理中的注意事項(xiàng)

4.1 拷機(jī)

每年汛前對(duì)系統(tǒng)都要進(jìn)行拷機(jī)運(yùn)行，時(shí)間不低于一周，以觀察設(shè)備運(yùn)行情況。

拷機(jī)時(shí)應(yīng)記錄測(cè)站定時(shí)信號(hào)發(fā)送，中繼站接收、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，以及中心站接收數(shù)據(jù)情況，檢查調(diào)試備用通訊GPRS發(fā)送數(shù)據(jù)情況，發(fā)現(xiàn)問題立即解決。

4.2 設(shè)備安裝調(diào)試

測(cè)站安裝時(shí)，清理翻斗雨量計(jì)中的雜物，保持水流暢通，校核雨量翻斗，保持其在標(biāo)準(zhǔn)誤差內(nèi)工作;中繼站要測(cè)量接地網(wǎng)電阻值大小，作好記錄，清洗太陽能板上面的污物，檢查太陽能電壓、充電電流;安裝設(shè)備時(shí)認(rèn)真、仔細(xì)，所有電源的正負(fù)極性正確連接。設(shè)備經(jīng)過調(diào)試正常運(yùn)行后，關(guān)閉測(cè)站電臺(tái)，降低耗電量，中繼站電臺(tái)在開狀態(tài)下運(yùn)行。

4.3 蓄電池養(yǎng)護(hù)

目前國(guó)內(nèi)外大量使用的是免維護(hù)蓄電池，標(biāo)稱使用壽命在10～20 a，但在實(shí)際應(yīng)用中最多能夠使用到7～8 a，平均為5 a左右。對(duì)備用蓄電池每3個(gè)月進(jìn)行充放電，保持電池?fù)碛辛己玫男阅堋Ｓ捎谛铍姵刈鳛橄到y(tǒng)的唯一能源，考慮到系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，建議蓄電池使用3 a進(jìn)行更換，更換下來的蓄電池可用作臨時(shí)性備用。

4.4 汛期維護(hù)

值班人員每天觀察系統(tǒng)運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況分析判斷故障點(diǎn)，更換部件、排除故障。在完成維護(hù)任務(wù)后，應(yīng)把故障部位、原因、處理方式、更換的部件和排除故障的耗時(shí)等記入技術(shù)檔案。

4.5 中心站維護(hù)

定期備份服務(wù)器數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)不丟失;U盤是傳播病毒的媒介之一，在服務(wù)器上使用U盤，應(yīng)得到管理員認(rèn)可方能使用;定期檢查在線式后備電源電池組性能，必要時(shí)可直接對(duì)單個(gè)蓄電池進(jìn)行充電;中心站機(jī)房必須備用發(fā)電機(jī)，在汛前準(zhǔn)備充足的燃油。

4.6 非汛期設(shè)備養(yǎng)護(hù)

汛后對(duì)回收的設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù)，更換出現(xiàn)問題的元件，整理分類，入庫(kù)保存，并且依據(jù)實(shí)際情況，提出次年備品備件購(gòu)置計(jì)劃，同時(shí)對(duì)全年系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行分析總結(jié)，文字材料存檔。

通過總結(jié)多年的維護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)回收的設(shè)備在經(jīng)過拷機(jī)、安裝調(diào)試后，出現(xiàn)故障的概率較大。為此，在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中保留1個(gè)測(cè)站、2個(gè)中繼站全年運(yùn)行。為降低設(shè)備故障率，同時(shí)也減少維護(hù)投入的人力、財(cái)力，建議系統(tǒng)常年運(yùn)行，方法是在南方終端設(shè)備不需做特殊處理，在北方只需將雨量站的翻斗雨量計(jì)蓋帽，水位站將浮子式水位計(jì)提出水面即可。

［1］王伯元.水庫(kù)水雨情自動(dòng)化遙測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.甘肅農(nóng)業(yè)，2011(09):79.

TP873

B

1007－7596(2014)07－0201－02

2013－10－26

馬騎龍(1974－)男，遼寧遼陽人，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事水庫(kù)管理工作;曹桂芬(1972－)女，遼寧遼陽人，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事水庫(kù)管理工作。