平塘县摆图水库水文预报站网规划和水情自动测报系统研究

□肖 庆 □李红军（贵州省黔南州水利水电勘测设计院）

0 前言

在水库工程建设中，水情自动测报系统发展很快。目前，全国进行了系统建设的重点防洪地区、重要水库和水电站，已取得了明显的经济效益和社会效益。同时，在水情自动测报系统建设方面也积累了丰富的经验，使得水情自动测报系统在设备的研制、土建、防雷、运行管理等方面都日趋完善。

1 工程概况

1.1 工程位置

平塘县位于贵州省南缘中部，县境东邻独山县，南与广西壮族自治区南丹县相毗邻，西与惠水县、罗甸县相连，北与贵定县和都匀市接壤。平塘属于珠江流域红水河水系，境内有平舟河、槽渡河、霸王河及其支流32条，河道总长466.30km，总流域面积 2815.60km2。

摆图水库位于平塘县通州镇，灌区涉及平塘县通州镇、鼠场乡、西凉乡及罗甸县平岩乡，通州镇规划面积15000hm2，鼠场乡规划面积 25000 hm2，西凉乡 20000 hm2，3个乡镇共计60000 hm2，该工程灌区内含54000 hm2，其中通州镇9000 hm2，鼠场乡规划面积25000hm2，西凉乡20000hm2，共计54000hm2，占总规划面积54%，是黔南州的主产烟区之一。

摆图水库位于平塘县通州镇通州河上，通州河属珠江流域红水河水系槽渡河支流，坝址以上流域集雨面积为15.20 km2，河长8.26km，主河道平均比降16.76‰。

1.2 工程规模

平塘县摆图水库正常蓄水位1041.50m，相应库容775万m3。校核洪水位为1042.86 m（P=0.33%），总库容849万m3；灌区总体规模为68230 hm2，其中对现有水利设施进行配套改善面积2917hm2，新增灌溉面积 65313hm2，灌溉田 7451hm2，土 57862hm2；多年平均年用水量（灌溉需水、人畜饮水）771.30万m3，灌区引用流量1.29 m3/s。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，该水库为小（1）型水库，工程规模属小（1）型，工程等别为Ⅳ等。

2 水文预报站网规划和水情自动测报系统建设的重要性和必要性

摆图水库是平塘县骨干水源工程规划的骨干水源之一，主要任务是灌溉。国家计委及水利部要求水利水电工程均应建设和完善水情预警系统以备防洪安全。建立摆图水库水情自动测报系统，提供实时、准确的水雨情信息，是保障摆图水库工程施工期安全和进度以及工程建成后的可靠运行及科学合理的重要措施。建立摆图水库水情自动测报系统非常重要，也是十分必要的。系统设计遵循“安全可靠、经济实用、技术先进、配置合理、维护方便，具有良好的稳定性，最大限度满足工程施工期及水库运行期流域内水情预报的需要，以及全流域系统的连网与扩展”的原则。

3 水文站网规划

3.1 站网布置原则

能反映雨情和水情的变化；在满足水情测报系统要求的前提下尽可能减少遥测站数；便于通信组网；有利于水情自动测报系统的建设、运行和维护管理。中心站有利于水情信息的接收，便于与工程运行调度联系，便于管理；遥测站必须避开可能发生塌方、滑坡地区，避开强电磁场、强震动等干扰源；尽可能离居民点近，便于观测管理；首先利用现有测站，然后再考虑新增加测站；尽可能控制支流的汇入；必要情况下还应考虑对外传输。

3.2 站网布设

3.2.1 摆图水库的洪水预警预报系统由控制中心、中继站和遥测站组成

中心站由石英数字钟、网络服务器、计算机及输入输出设备、信息采集前置机和通信器材等设备仪器组成。可设在摆图水库管理所办公室内。配置前置接收机，可以作为中心数据处理机，亦可以作为通信控制机起值班机作用。

中心站管理系统下属遥测站、中继站的工作方式，并对系统遥测站及其他设备进行校时。中心站可随时获取覆盖范围内各自报点的数据，建立相应的数据库、资料库和档案库，并建立数据库检索、查询系统，实现雨水情实时监控、查询和各种数据和图表绘制打印工作。

3.2.2 中继站由数字中继机、收发信电台和天馈线、电源组成

主要功能：中继方式为数字存贮再生方式；具有定时自检发送、长发保护、死机自动复位功能；具有中继地址，中继服务范围和雨量站地址设定功能；具有人工置数、雨量站数据清零、机内调制解调器自我调试功能；具有发信前导时间设定、收发监听功能。

3.2.3 遥测站由雨量传感器、水位计、遥测终端机、天馈线、电源等主要部分组成

遥测站点的布设根据标准设置站点。雨量遥测站1处：主要实时监测坝址流域面积的降水情况。水位遥测站2处：摆图水库，主要监测大坝上下游水位情况。

3.2.4 视频采集及传输

在摆图大坝和溢流堰分别安装视频采集系统，连接到省防汛指挥中心。视频采集系统主要功能是将被监测的现场实时图像通过无线移动网络技术，以无线传输方式传输到指挥中心，采用TCP/IP技术将图像传到（要求能够上因特网的地方,不受距离限制）指挥中心总部的计算机或大屏幕上，便于移动指挥和监控指挥中心总部的指挥人员及时准确的分析、判断被监控对像发生的情况，做出正确决策和指挥。同时能够在移动指挥和监控指挥中心总部存储远程图像，便于以后备查取证。

用户采用现有的无线移动网络技术，无需铺设网络电缆，可迅速方便地在各种需要的地方安装配备数字摄像设备，建立新的视频监控系统。根据投资估算，该部分的总投资为30万元。

3.3 系统组网

3.3.1 通信方式的确定

目前，国内水情自动测报系统的通信方式主要有超短波通信、卫星通信、PSTN电话拨号、GSM短信、GPRS和CDMA等。各种通信方式均有其优缺点，相互比较见表1。

综上所述，结合摆图水库的水情测报站点分布特点以及通讯技术要求，本系统建议采用GPRS为主通道，GSM为备用通道的通信组网方案。

表1 通信方式比较表

3.3.2 系统组网设计

系统采用GPRS为主通道，GSM为备用通道的通信组网方案，遥测站通过GPRS/GSM公网将数据信息发送至中心站，分中心站与中心站通过GPRS通信，将辖区内所有遥测站信息发送至中心站。中心站预留接口，与上级管理部门进行通讯。

4 结语

综上所述，建立摆图水库水情自动测报系统，主要是应用通讯、遥测和计算机等技术，完成流域内雨量、水位、流量等水文参数的实时收集和处理、联机预报，以实现防洪、灌溉、发电、航运等优化调度，提高防洪、发电能力和水力资源充分利用，使水电站安全、经济运行，提高出力，其经济效益及社会效益都将十分显著。通过分析研究，主要采用GPRS为主通道，GSM为备用通道的通信组网方案。

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