清沙河水庫工程的水情測報系統探析

盧邦木

(貴州拓土資源開發有限公司，貴陽 550000)

在本次水利工程項目研究工作當中，針對清沙河水利工程所在河流為長江流域烏江水系息烽河支流清沙河，壩址以上的總集雨面積達到16.1km2，主河道長度為6.07km，整體的流域形狀系數為0.39。工程以息烽氣象站、修文水文站和麥翁水文站為主要水文參證站分析。選擇息烽氣象站為水文參證，并采用息烽氣象站1956-2016年多年平均年降水量統計分析成果，結合多年平均年徑流深等值線圖，設計流域多年平均年降水量1110.52mm。水庫徑流年內分配按照修文水文站和麥翁水文站同期資料計算，結合枯水調查和實測成果分析，設計流域枯水徑流分析最小月徑流量均值為 8.8萬m3，枯水模數為2.11L/s·km2。

1 水庫工程水情測報系統分析

1.1 水情測報工作的主要內容

水情自動化監測系統屬于一種應用在遙感測量無線電力通訊、水文水資源、計算機以及儀器檢測等各種技術手段，對壩址區域以上流域內部的洪水雨水等水文以及氣象因素展開全面預測和分析，屬于一種智能化信息收集和分析系統。通過該系統的有效應用可以實現對水庫工程運行期限范圍內的工作安全性展開綜合分析和判斷，為當地區域的汛情提供出相應的預報，同時全面改善水利工程的安全運行條件，有效避免產生安全隱患問題。

1.2 水情測報系統設計工作原則

本次清沙河水庫工程系統設計工作，有效遵循安全穩定、經濟實用、技術先進、配置科學、維護簡單以及具有更高工作穩定性的相關設計工作原則，并且在充分滿足工程水情測報監測工作的條件下，兼顧到水庫工程運行期限范圍內、水情預報和水庫調度工作的相關要求。

2 水庫工程水情測報系統建設工作的重要性

通過該系統的有效應用，綜合水文條件、遙感測量電信以及計算機技術等多學科技術理論，實現自動快速和高效的完成使用系統的自動監測采集以及基層工作，可以進一步增加水庫工程洪水的預見期，并且提高預報數據的精確度以及保證預報策略制定的科學性，改變以往單純以人工測量水平數據的落后情況，進一步擴大水情測報的范圍。通過水平測報系統的有效應用，在江河流域的防洪工作、水庫安全度汛經濟運行，以及對設計資源合理應用等多個方面發揮出了非常關鍵性的作用，已經成為國內外水利工程項目當中普遍采用的一種監控系統。從水庫工程本身安全運行、合理調度的角度出發，也有必要建設水文自動測報系統[1]。與此同時，國家相關紀委以及相關水利行政管理單位要求，在水利工程項目建設施工當中，必須要有效建立起更加科學完善的水文預報工作系統，有效保證水工程項目的防洪工作安全。通過建立起水情自動測報工作系統，可以有效提供出實時性、準確性的降雨信息條件，是保證整個工程項目建設安全穩定運行的重要基礎，同時也是保證水庫工程項目水體調度，以及控制安全水位的重要保障措施。

3 水情數據的傳輸與設計工作

3.1 工作體制分析

進行自動測報工作系統數據在傳輸工作過程中，通常情況下分為自報式、查詢應答式以及混合式3種不同的傳輸設計工作方法。根據現行的信息通信技術發展情況，以及遙感測量技術功能的日漸完善，可以有效跟進工作要求對整個水平測報系統工作體制進行有效設計。因此，通過采取時間自報、定時自報、查詢應答的混合工作提示方法，不但可以充分滿足系統數據信息收集的實時性效果，同時還可以有效獲取時段信息數據，可以進行遠距離信息收集與測控工作[2]。在本次水庫水文自動測報系統當中，通過采用可編程的定時自報應答測量工作方法，可以充分發揮出該測報系統的工作優勢，同時相關工程單位針對本次水利工程水文自動測報系統的概算情況進行了詳細匯總，主要包含的項目設施以及對應的造價情況，如表1所示。

表1 清沙河水庫水文自動測報系統概算匯總表

續表1 清沙河水庫水文自動測報系統概算匯總表

3.2 系統通訊工作方式

本次清沙河水庫工程水情測報系統當中，所使用的通訊方法主要包含衛星通訊、超短波通訊、電話通訊以及公用數據通訊等相關通信技術方法。由于本系統對于通信工作的可靠性以及暢通率的要求相對較高，根據我國貴州省多個大中型實驗站，水情自動化測報工作的相關經驗，在本次系統當中通過采取GSM通信工作方法。除此之外，如果信道條件允許的情況下，可以通過使用超短波通訊方式來作為備用通道補充單元，有效考慮到防汛抗旱指揮工作的相關要求和標準，其中水庫大壩上水位雨量站配置多路信道，并且基于GPRS發往各個不同地區的防汛抗旱指揮系統當中來進行綜合處理[3]。

水庫自動測報系統當中可以將其分為水平測報系統、防雷工作系統、計算機系統以及網絡系統等重要的系統組成部分。通過各遙測雨量站、遙測水位站、可以將其中的各項數據信息及時的傳輸到中心站系統當中，通過CTU接收之后，將信息數據直接傳輸到接收工作站內部，并且在經過接收工作站的處理工作之后，將其直接移交到中心網絡服務器當中來進行管理調度分析。工作站通過使用對應的軟件系統，對各項數據信息進行綜合分析和處理，有效形成更加科學合理的水體工作方案，有效保證水庫工程項目的整體服務工作安全性和穩定性。

3.3 計算機及網絡系統

整個系統主要是以水庫管理中心站為主要控制部分，通過建立起一個中心管網結構局域網、內部設置中心服務器、數據接收工作站以及水庫調度分析工作站等相關基礎設施，在中心服務器當中配備相應的文件服務器以及數據庫管理服務器。在網絡當中可以充分實現辦公自動化控制以及信息的共享，外部遙測站點可以實現將實時性數據信息直接送往數據接收站當中，數據接收站可以將收集到的數據信息進行整合之后，集中發送到中心服務器內部進行處理。與此同時，水庫調度工作站在工作當中，可以通過對軟件系統展開集中化數據測定和分析，有效形成標準化的調度工作方案，為整個水庫水位的監測以及水庫運行安全管理工作提供出必要的工作策略，然后將其直接轉交到自動控制工作站當中來進行應用。

3.4 防雷系統

通過有效建立起一套科學有效的防雷保護工作系統，有效避免雷電的侵入，同時有效防止大部分雷擊事故的產生，全面提高電氣設備以及計算機設備的抗雷電沖擊工作能力和效果，最大限度上避免雷擊問題對系統設備造成嚴重的損壞。通過建立起科學有效的計算機工作系統和電氣設備安全防護工作系統，有效防止計算機操作工作人員，在電氣設備絕緣體產生損壞時而產生觸電性事故，同時有效防止計算機系統在工作過程中的直流工作電壓受到嚴重的干擾以及波動問題，避免產生各種不同的電磁干擾現象，進一步提高計算機系統設備的工作安全性和穩定性[4]。

3.5 應用軟件系統

本系統由信息采集系統、信息處理查詢系統、數據庫及其管理系統3個子系統組成，按模塊劃分為信息采集接收模塊、實時信息動態監視模塊、信息查詢與維護模塊、報表模塊、調度模塊、數據庫及管理模塊、遠程數據通信訪問及傳送模塊共5個模塊。整個應用軟件系統的總功能能夠正確地、全面地進行水情、雨情及工情信息的收集、輸入、修改、查詢及控制，并實時動態顯示有關信息，通過人機交互進行調度方案制訂、調度成果管理，為灌溉、供水、防洪提供信息管理服務。

4 結 語

綜上，水情測報自動監測系統主要是為了適應江河，水庫、水電站以及城鎮等各種防洪以及興力調度工作的要求，逐步實現對該系統展開現代化管控工作目標。通過使用現代化的科技技術，對整個信息展開實時性收集信息傳輸，以及一體化的自動化技術應用控制，有效解決江河流域以及水庫洪水預報、防洪調度、興利調度以及水資源綜合利用等各種先進的技術方法。