桃林口水库水情自动化测报系统的改造及应用

□李立君 张秀梅 葛政江

桃林口水库水情自动化测报系统的改造及应用

□李立君 张秀梅 葛政江

桃林口水库位于河北省东北部的青龙河上，是一座集供水、灌溉、发电及旅游开发等多种功能于一体的大型水利枢纽工程。控制流域面积5060km2,多年平均年径流量9.6亿m3,总库容8.59亿m3。2012年“7·21”洪水过程，水库雨水情测报系统准确及时地获取了上游5060km2的15个雨量遥测站点和下游4个水位站的雨水情数据，为水库的拦洪度汛，错峰消峰，保证青龙河下游人民群众生命财产安全发挥了重要作用，为了使系统更好地服务于水库防洪、工程管理，经省防办同意，2013年汛前桃林口水库利用水毁工程专项资金对原系统进行了更新改造，新的系统对主要设备和软件进行了更换。一年来系统运行稳定，故障率为零。

新系统是一套以BGK-9010-011/ 012型一体化雨量监测站为核心，由GSM/CDMA移动卡为数据遥测终端，运用现代通讯网络构成的一套现代化的水情数据采集处理系统。

1.系统组成

1.1 新系统外部站点总体布置

系统设1个中心站、1个中继站、15个BGK-9010-011/012一体化雨量监测站和4个水位站。雨量遥测站采用BGK-9010-011/012一体化雨量监测站，水位站采用麦克品牌MPM4700浮子式水位计，TY3000水位遥测终端机。

1.2 系统体制

新系统体制仍采用成熟可靠的自报式，自报式水情自动测报系统，在正常情况下,遥测站处于监视省电状态。工作电流可以在100μA以下。当雨量、水位发生变化时,自动向中心站报送遥测信息。遥测站控制部分,用CMOS微机组成,在不工作时耗电极少,其他静态开关的耗电更微。遥测站在雨量或水位发生变化时,进入工作状态,但时间极短。该体制具有数据传输及时、节省投资、应用广泛等诸多优点。

1.3 系统性能及技术指标

系统的精度取决于传感器的分辨率和测量准确度，雨量的相对误差控制在±3%以内，水位站每10m变幅内误差＜±2cm，每次收集流域水文数据时间小于10min，测站值守电压为12V。BGK-9010-011/012一体化雨量监测站安装于一个混凝土基座，基座重量大约为120kg，可直接置于地面或平面屋顶，尺寸≥400mm×400mm×300mm（长×宽×高）。置于地面时地平面以下埋深200mm，地平面以上100mm；置于平面屋顶时直接浇筑于房梁上。BGK-9010-011/012采用移动动感地带/全球通GSM卡作为数据发送通道。具有网络免于维护、永久稳定的优点。

2.系统功能及应用

2.1 新系统设备工作原理

新系统BGK-9010-011/012一体化雨量监测站和水位站在水文数据发生规定的增量变化时自动发送数值，雨量为累计值，水位值为芯片行业标准数值，中心计算机接收后换算为实际值。由于外界水面变化因素较多，水位在合理幅度内忽高忽低，受风浪影响较大，会频发数据，因此终端机根据工作需要，增加了自定数据发射的间隔时间功能。雨量值通过移动终端直接发送到中心站计算机数据库，为防汛和调度所用。水位值经过超短波网络由榆岑沟中继站转发到中心站计算机数据库。

中继站采用全数字化中继机，由蓄电池供电，用太阳能电池板为蓄电池充电，在阴天的环境下蓄电池充满后，可以使中继机连续工作时间＞120h，中继机和调制解调器长期值守，当接收到信号后，中继机CPU被激活，将接收到的数据转发到中心站计算机。

2.2 系统中心软件介绍

中心站计算机共安装3套水情处理软件，分别是：水雨情接收软件，水雨情应用软件和WEB版的水雨情查询软件。当值守计算机接收到水雨情数据后，水雨情接收软件会利用VB语言的通讯功能将进入到局域网络的移动短信数据信号源和R32接口接收的超短波水位源码，翻译为接收软件能识别的数据码，同时将数据码以批量的形式存入SQL数据库中形成15个雨量表，4个水位表，这就形成了可供水雨情应用软件批量处理的水雨情数据，该SQL数据库还可以提供二次开发数据库接口，开放性和安全性大大加强。水雨情应用软件利用VB的SQL查询语句从数据库中把需要的水雨情数据形成可供领导和防汛调度利用的水情数据报表。

水雨情查询软件可以提供多台计算机客户端同时查询SQL数据表，得到各种雨量报表和水位表，形象直观，可用性强。

3.改造后新系统存在的问题及建议

系统改造后能否长期可靠运行是改造成功的关键，对新设备的掌握和系统科学的维护管理至关重要。新系统的核心设备由原先的自报式终端机加翻斗式雨量传感器组替换为BGK-9010-011/012一体化雨量监测站，这是一款非常适合野外恶劣环境，性价比高的雨量自动监测系统的终端产品。该产品集成性很高，各测站的相关参数都是厂家人员出厂前设定好的，现有检修人员全面掌握该设备尚有一定困难，还需要更多计算机知识的帮助。所以要加大学习力度，从各个知识点全面深入。力求全面独立检修维护。另外3套计算机软件的安全运行也是系统可靠运行的保证，前置接收机要专机专用，加强管理，禁止无关人员非法操作，保证数据的正常接收。□

2014-06-13

李立君，男，汉族，河北省桃林口水库管理局，高级工程师。

张秀梅，女，汉族，河北省桃林口水库管理局，高级工程师。

葛政江，男，汉族，河北省桃林口水库管理局，高级经济师。