水情自動化測報系統的開發應用及防雷措施研究

魏　勇

（新疆瑪納斯河流域管理處　新疆　石河子　832000）

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水情自動化測報系統的開發應用及防雷措施研究

魏勇

（新疆瑪納斯河流域管理處新疆石河子832000）

摘要本文主要針對國內水情自動化測報系統的開發應用，進行深入的探討，并對其系統防雷措施進行相應研究。同時結合新疆的地理位置條件，對瑪納斯河的水情自動化測報系統的結構，以及防雷措施進行研究，為促進國內水情自動化測報系統應用的不斷完善提供借鑒。

關鍵詞水情；自動化測報系統；防雷措施；新疆瑪納斯河

大自然的自然災害有很多種類型，其中水災是其中的重要災害之一，我國是一個多雨的國家，足夠量的雨水會造成不同強度洪水的形成，給國家和人民帶來一系列人力、物力、財力的損失，所以，我國必須做好對河流水情的監測與預報，及時的了解并對其做出相應的監控與防范措施，在最大的程度上保證國家、人民的人身安全以及財產安全。

1　水情自動化測報系統的開發應用

1.1水情自動化測報系統的形成

在我國，水災時常發生，因而對于我國各河流等水資源水情的監測和預報就顯得尤為重要，相關水情監測工作人員一般用人工監測的方法對水情進行水樣的采集、數據分析與觀測，最后實現對水情的有效、準確預報，將所得到水情的具體信息，通過電話或以多媒體的方式傳送給水情監測預報中心，再對其進行防范?，F如今，由于我國對于水情的監測與預報還停留在人工階段，如監測水量必須使用工作人員的相關經驗以及相關單位線進行監測，分析數據后，工作人員根據其特點，人工編制水情的預報方案，這樣就會在繁瑣且工作量密集的水情監測、數據的分析以及相關水情的預報方面花費大量的人力物力。而且，對于水情的監測與預報的方法和程序都較為簡單，工作人員在水情數據監測分析方面，難免會大意造成分析方面的失誤，造成數據的不準確性，這對水情的預報會造成不可避免的損害[1]。

現如今，隨著社會科技水平的發展與提高，人們面對災情的反映以及對災情的認識也逐漸全面，對于災情的監測以及預報防患已有了足夠的重視，所以在現代社會，人們逐漸摸索以及創新，用計算機或通訊等先進科技手段對水情進行嚴密的監控與合理的分析，使水情的數據準確性得到有效的提升，一定程度上提高了對水災的預報的準確性，從而最大程度保證了人民的人身安全與財產安全。

1.2水情自動化測報系統的現狀

在如今災難越來越頻繁的今天，歐美等國家和地區都對自動的現代化測報系統足夠的重視，不斷的對其進行完善和發展，在本國建立大量的水情系統并通過電子網絡等進行數據的觀測、分析與傳送或者有的國家還利用遠程監測站通過衛星對其完成數據的傳送，我國對于水情系統的研究與重視比較晚，我國通過對亞洲以及歐洲等發達國家進行實地考察，研究其系統，借鑒其經驗與技術，研究并建成我國的水情系統，如丹江口水庫、葛洲壩等水情監測系統。

1.3水情自動化測報系統的工作應用

水情自動化測報系統應用遙感技術、無線電或有線電通訊技術、多媒體等先進的科學技術通過全國各地的監測站等自動的向監測總控制站，傳輸發送該地區河流的水量、降雨的多少以及該地區河流的水位線的具體數據，總控制站的工作人員對傳送過來的水情、水量、水位等數據進行快速有效的分析，并將數據進行整合處理保存并發布預報[2]。

1.3.1水情自動化測報系統的布局格式

系統的布局格式一般是由全國各地許多的遙感監測站、中繼站以及總控制中心組成，如圖1.1所示。

建立遙感監測站主要是為了方便水情預報和電子數據的傳播，但由于我國地理類型的多樣化，地理復雜，在大山或者偏遠的山區等地，現代化的電子設備無法設立，電子數據無法傳達，所以，建立中繼站以滿足信號數據接收與傳達的目的，起到中介的作用，因為現代自動化的進行水情的監測與數據傳輸，只需要工作人員在總控制中心進行數據的分析整合等，其他的各個環節都不需人工來完成，這樣大大的減小了人力和時間的消耗，提高了工作的準確度和效率[3]。

圖1.1　水情自動化測報系統布局格式圖

1.3.2對電的需求以及來源

由于水量控制以及監測的必要需求，因而建立的中繼站和監測站分布在全國各地，但各地區的自然環境以及條件不同，在偏遠地區就必須要保證電力的需求，所以為了解決這一問題，現如今，我國的監測站等其它的站點，都多采用太陽能板吸收熱力將熱能轉化為電能，或者采用蓄電池來滿足這一需求。

1.3.3遙感監測站、中繼站以及總控制中心等站點的具體工作

1.3.3.1遙感監測站：遙感監測站的工作主要是對該地區的水量數據進行系統的監測，主要方式是人為的對其數據傳輸時間進行限定與設置，等到了這一固定時間，系統自動的根據其自身的功能將采集到的一系列數據傳輸到總控制中心，或者在總控制中心，工作人員如果有數據需求，根據多媒體的功能，將這一請求信號傳輸到監測站，監測站自動接收信息，并根據要求將檢測到的數據傳輸回總控制中心。

1.3.3.2中繼站實際是起到一個中轉的作用，接收控制中心的信息并接收監控站的信息以將信息發回總控制站。

1.3.3.3總控制中心主要進行水情的預報和對傳輸數據的分析。

2.水情自動化測報系統的防雷措施

2.1接地系統的設置與規劃

接地系統簡而言之就是在地面或者地面以下進行電極電網的設置與規劃，系統主要包括了接地網線、電極、母線以及引線部分，將這些元素進行整合和組織，就形成了一個完整的地網系統。

2.2防雷措施

2.2.1水情自動化測報系統中心站

系統的中心站一般都會有繁多的高壓電線，容易引雷和導雷，因而測報系統必須建立一套防雷設施，在中心站的高壓塔下接地線以連接地網，在塔頂建立避雷針與之連接形成完整的避雷系統，中心的通訊電線的位置應該控制在避雷針的35°有效保護范圍之內，在通訊線與無線電臺之間安裝同軸的避雷設備，中心站房間內設置屏蔽網，接地設備等應聯合一點接地，電阻控制在1Ω之內等的防雷措施。

2.2.2水情自動化測報系統中繼站的防雷措施

中繼站的設置一般都在山區，樹木山地較多的地方，因山區地勢高容易導雷，中繼站更容易遭到雷電的襲擊，所以應注意中繼站的防雷，如中繼站的房間可使用鋼筋混凝土制成并形成多點接地電極，使之可以很好的連接，但房間內要避免有導雷的電線等物品，或在鐵塔上設置避雷針防雷，通訊電線的位置應控制在避雷針的35°有效保護范圍之內，在通訊線與無線電臺之間安裝同軸的避雷設備等防雷方法。

2.2.3水情自動化測報系統監測站的防雷措施

一般監測站的修建主要在平地等地區，所以對防雷的要求不是很高，但是也應有一定的防雷措施，如在屋外安裝避雷針，接地電阻控制在10Ω之內，在帶有水位傳感器的監測站中，應控制其導雷的問題，應將其埋在保護范圍之內，不能將其放置在高空[4]。

3.新疆瑪納斯河水情自動化測報系統及防雷措施

3.1新疆的氣候以及地理位置

新疆位于亞歐大陸中部，地處中國西北，總面積166.49萬平方公里，占中國陸地總面積的1/6，山地與盆地相交新疆遠離海洋，深居內陸，四周有高山阻隔，海洋濕氣不易進入，形成明顯的溫帶大陸性氣候。氣溫變化大，日照時間長，降水量少，空氣干燥。新疆年平均降水量為150mm左右，但各地降水量相差很大，新疆大部分地區春夏和秋冬交換的季節溫差極大。

3.2系統結構

根據該地區的氣候特征與環境，新疆瑪納斯河水情的自動測報系統的中心站點設置在瑪納斯河流域管理處的供水中心，使用超短波、集群以及有線通訊混合組網，其中超短波采用了1∶6的比例，集群采用1∶10的比例，監測站的數據不通過中繼站的中轉值機可直接獲取，其他的信息采用有線通信和無線通訊來獲取。中心站的水情數據接收是通過互聯網來獲取的，水情的采集人員可以通過多路數據通信終端、集群通訊設備等接收電話網、超短波的數據。

新疆瑪納斯河水情的自動測報系統的配置主要有水位傳感器、數傳儀、數據傳輸通信設備等。水位傳感器主要采用南京水利水文自動化研究所生產的細井式浮子水位計，數傳儀采用水利水文自動化研究所生產的遙測數傳儀，集群通訊選用友立電的集群通訊設備，這些儀器的選擇以及使用都對該系統有著重要的影響。

3.3避雷措施

為了更好的保護新疆瑪納斯河水情測報系統，減少雷電對其造成的破壞，該系統的工作人員主要采取以下幾個措施進行防雷：建設避雷接地地網，安裝同軸避雷器，并在中心站等地建立避雷接地系統，將有線信號線通過管子買到地下，以減少雷電的干擾，遙測站采用太陽能電池蓄電方式，避免交流電引雷，埋設接地網線、安裝電源避雷器中心站采用了交流電供電的方式和用蓄電池進行供電。這些措施的實施，能有效的避免雷電對新疆瑪納斯河水情的自動測報系統的破壞[5]。

4　結束語

隨著社會科技水平的發展與提高，水情的自動測報系統的建立，用計算機或者通訊等先進的科技對水情進行嚴密的監控與合理的運用，使水情的數據準確性得到有效的提升，但是由于我國研制的時間有限，所以在技術上還存在很大的缺陷，應該提高該技術，更好的對水情進行預報和有效的控制。陜西水利

參考文獻：

[1]張嘉鑫.天古崖水庫水情自動測報系統設計[D].太原理工大學,2011.

[2]張鴻,王東,王弛.水情遙測系統在水庫科學調度中的應用[J].黑龍江水利科技,2012,11: 238.239.

[3]季建勇.談談水庫綜合自動化系統防雷措施[J].中國水運(下半月),2011,05:61.62.

[4]李健,劉銘,高毅超.探討水文自動測報系統的防雷措施[J].中國建材科技,2014,S1:249.

[5]田新順.新疆北疆供水工程水情自動化測報系統[J].中國高新技術企業,2013,16:121.123.

（責任編輯：暢妮）

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