浅谈水文与水情遥测系统

1 系统组成及工作方式

遥测系统一般由若干个水情、雨情遥测站和中心站组成。遥测站进行数据采集和发送;中心站则进行数据接收和处理。在受地形等条件影响, 信息传输不理想的情况下, 还需在遥测站和中心站之间增设中继站。

水文与水情遥测系统的工作方式有自报式、应答式和混合式三种。

(1) 自报式遥测站按照规定的时间间隔或在被测的水文或水情要素发生一个规定增量 (如水位涨或落1 c m) 时, 自动向中心站发送水文或水情数据, 中心站的数据接收设备始终处于工作状态。

(2) 应答式遥测系统由中心站发出指令, 定时或不定时地呼叫遥测站, 遥测站响应中心站的查询, 适时采集水文或水情气象数据并发送给中心站, 中心站收集完所有数据后, 即进行处理、存贮。

(3) 混合式遥测系统是由自报式遥测站和应答式遥测站混合组成的系统, 兼有自报式和应答式两种功能。

在上述三种工作方式的遥测系统中, 自报式遥测系统设备简单, 可靠性高, 电源功耗和系统造价较低;应答式遥测系统具有通话功能, 便于人工控制, 但设备较为复杂, 与自报式相比可靠性低些, 功耗和造价较大些;混合式遥测系统则介于两者之间。

2 系统的数据处理与传递

水文与水情遥测系统中, 水情、雨情数据的处理与传递包括两方面内容:系统数据处理和水情、雨情情报的分发与传递。

数据处理过程指本系统遥测站采集、传输来的数据以及通过电话电报传输来的其他水文数据, 进入中心站计算机进行加工处理, 提供预报和其他水文成果的整个过程。

系统内各遥测站的水情、雨情, 经中心站接收并经数据处理, 生成各种根据用户要求编制的文件和图表后, 有的通过计算机联网传递, 而多数情况下, 则是利用通过或专用的通信方式如有线电话、短波、微波、超短波、卫星等予以分发和传递。

3 水胡同水库水文与水情自动测报系统简介

水胡同水库位于青龙满族自治县位于青龙满族自治县县城北部, 距青龙县县城约2 0 k m, 属滦河流域青龙河河系。流域面积1 9 8平方公里, 坝址以上控制流域面积1 0 0平方公里, 总库容为4 0 3 8万立方米, 是一座以防洪为主, 兼顾灌溉、发电、养鱼等综合利用的中型水库。2 0 0 3年1 0月, 水胡同水库实施了除险加固工程, 在该水库安装了水文与水情自动测报系统。该系统的建成为水库的安全调度、防汛抗洪、高效运行提供了有力保障。

水胡同水库建成的水文与水情自动测报测系统, 由3个水情遥测站和中心站构成的水情遥:测通信网。通信网图见图1。

本系统的首要任务是实时可靠地采集/预处理雨、水情传感器数据, 并将其通过V F H通道传送至中心站;系统可长年稳定工作。

水胡同水库水情测报系统采用自报/应答式工作方式, 以自报式工作方式为主, 其自报方式工作体制设计为以下几点。

(1) 事件自报:当有外部事件发生并达到或超过设定的值时, 自动向中心站报告。

(2) 定时自报:设定某个埋单间隔, 各从站向主站发送数据采集器的最新数据最新电压值。

(3) 自适应自报:当水位参数在设定范围内变化时, 按设定的时间间隔定时发报, 当水位参数变化超过设定值, 则实时发送数据。

遥测站通过自动仪表采集雨量和水位数据, 连同人工观测的流量、含沙量等数据, 自动地或在中心控制下经过无线电传递给数据收集站。收集站的计算机系统自动收集所辖遥测站的实时数据, 进行处理并形成数据文件, 发布预报及警报。预报中心控制收集站收集实时数据, 进行预处理和存贮, 完成预报作业, 发布预报及警报。

该系统建成后能随时监测雨情、水情变化, 及时发出警报。在15min内完成一次全区的数据收集, 在3 0 m i n内完成一次预报作业。利用先进的计算模型, 同时考虑中小水库调节、支流顶托、溃坝等多种因素, 利用人机对话功能, 对预报成果进行适时改正及时掌握洪水及分洪的势态, 快速做出多种防洪方案比较, 改进防洪调度工作, 采取有效的防洪措施, 把洪灾损失减至最小。

该遥测系统的建立, 推动了水文测报技术和防洪调度科学的发展, 使水胡同水库的防洪预见期大大提前, 为水库防洪调度决策提供及时、准确的科学依据。今后, 随着建设的不断进展和水情测报系统的完善, 感应式数字水位传感器水情测报系统将极大地增强我水库水情的监测能力, 为领导的决策提供科学依据, 为防洪度汛、兴利除害发挥出更大的作用。

摘要：水文与水情遥测系统是一种先进的水文气象参数适时收集、传输、处理系统, 也是一种数字式遥测系统。它应用遥测、电子计算机和通信等技术, 完成江河流域内降雨量、水位、流量、含沙量和水利工程运用等有关参数的适时自动采集、传输和处理, 以实现防洪、供水、发电等优化调度, 提高防洪能力和水资源利用的社会经济效益。

关键词：水文与水情遥测系,工作方式,数据处理和传递