水位自动测报系统在杭州经济技术开发区河道防汛管理中的建设与应用

张建强,毛 坚

(杭州经济技术开发区江堤河道监管中心,浙江 杭州 310018)

1 工程概况

2007年16号台风“罗莎”成为近几年来影响杭州市最为严重的一次自然灾害。为有效应对各种自然灾害,切实提高开发区防洪抗灾应急能力,需要完善区域内水雨情信息自动采集系统,建设洪水预报及调度辅助决策平台,水位遥测系统是各级防汛防台抗旱指挥部门及时、准确掌握实时水情信息的重要技术手段,是防汛调度、防灾减灾和发挥防洪工程效益的重要决策依据。目前开发区区域面积104 km2,为独立水系,河道总长132 km,河道数量32条,河道水位分为南北两片控制,水位测报系统的建立,将为防洪决策和泵闸调度提供强有力的信息支撑,改变以往人为传递信息的模式,可以及时掌握河道水位变化情况,大大提高开发区掌握内涝汛情、进行配水调度的工作效率。同时,在此基础上建立起来集预报、预警及调度为一体的辅助决策平台,将大大提高开发区河道防汛调度的科学性和实时性。

2 系统建设

2.1 方案设计

通过对开发河道水系的仔细勘察,根据开发区中心区块景观需水和北部乔司农场区块农业用水水位要求不同的实际情况,并综合分析平衡各区块主干河道的影响范围,最后选定白洋桥、幸福闸、创业2号闸和乔司农场四处作为测站建设地点,并且对各建设点完成水准点数据采集等基础工作。

2.2 建设安装

(1)遥测站是水雨情参数的采集点,需要对每个建设点安装完成遥测站建设,包括安装雨润3000水情遥测终端、水位传感器、太阳能电池、GPRS通信模块等自动测报设备的安装,具体结构见图1。

图1 遥测站组成框图

在遥测站建设过程中,遥测终端机是核心设备,系统采用雨润YR-3000遥测终端机,使用GSM/GPRS信道作为主信道,GSM/SMS为备用信道;水位传感器作为数据采集的基本前端,选用机械编码水位计,通过简易水位台固定在河道岸边;电源选用太阳能电池浮充,采用密封免维护蓄电池,规格为12V/17AH。其中有特色的简易水位台简易水位台采用铁架子和250 mm的PVC管子固定在河道岸边,形成简易水位台,上面安置仪器箱子,安装浮子式水位传感器和雨润3000终端机,示意图见图2。

图2 简易水位站组成框图

(2)根据已知精确水准点接水准至遥测安装位置,进行水尺接片的安装,确保河道水位读数的准确性。

(3)中心站是系统数据的汇合点和控制中心。遥测站上传的资料和遥测站运行参数在中心站汇总,中心站具有控制系统运行方式和过程的能力,由中心计算机、不间断电源(UPS),通信模块、雨润3000遥测系统中心控制及处理软件、网络接入口等部分组成,具体见图3。

图3 中心站组成框图

2.3 参数设置和设备调试

通过对各测站的参数配置、短信平台服务器ID号的申请、实现与短信平台网络的连接、数据接收等调试工作,完成短信平台GPRS接收参数设置、接收系统设置和数据接收,调试后经过安装调试,在试运行的2周内,所有遥测站点设备仪器均正常工作,没有出现故障,水雨情数据准确可靠,信息传输畅通,运行良好。

3 系统应用

3.1 实现功能

开发区新设置4个水位测报站点不仅可以代表性地反映开发区中心区块和北部农场河道水位,也是杭州市水位自动测报系统建设的一部分。遥测站按设定策略自报,可定时自报或按设定的条件自动上传数据,响应中心站要求或指令;中心站随时接收各遥测站发送的水位、雨量信息,数据接收最小时段间隔15 min,水位数据间隔5 min,实现数据处理、分析、入库存储。结合杭州市水雨情信息GIS平台,通过杭州市水文水资源管理系统(http://218.108.60.56/hz—sw/2.1),查询新增站点水位信息,实现资源共享,并保证信息在10 min内能完成更新,提供水文信息数据采集、在站固态存储、入库、纠错、基本查询、水位过程显示和基本报表的输出。

3.2 具体实效

开发区作为杭州副城之一,排涝标准为虽为20 a一遇,但存在城市化快速推进导致河道变化,地块蓄水能力减弱等情况,同时区内南北两片不同水位要求(相差40 cm)。在2008年水位遥测系统投入运用后,开发区根据掌握的自动水位信息,利用独立水系的特点,通过下沙大闸与四格排灌站2个口门,统一调配区内9座节制闸,提早预降水位,并在骤降暴雨和台汛期间通过在线水位变化情况,及时调整防汛策略,极大提高了区内整体防汛能力。在2007—2010年台汛期,开发区河道水位均在警戒水位以内,未出现内涝险情等情况,保证了区内正常生产生活开展。

4 结 语

开发区自动水位测站系统作为河道防汛管理项目之一,已初显成效,到达了汛期内随时随地查询水位,及时掌握汛情的目的,总结项目实施并在实际使用过程中,有以下建议:①遥测站需加装防盗设备,避免蓄电池等盗损。②水情图表数据设立警戒线提示,应全年常态发布,水位数据消除汛期与非汛期对待。③后续维护管理非常重要,建立各测站的长效管理制度,也是保障测报系统建设成果的有效措施。

[1]水利部水利信息中心.水文自动测报系统规范(SL 61—2003)[S].北京:中国水利水电出版社,2003.

[2]张建云,唐镇松,姚永熙.水文自动测报系统应用技术 [M].北京:中国水利水电出版社,2005.