水情自动化测报系统的开发应用及防雷措施研究

2016-07-19魏勇

陕西水利 2016年1期

关键词：防雷措施水情

魏　勇

（新疆玛纳斯河流域管理处　新疆　石河子　832000）

水情自动化测报系统的开发应用及防雷措施研究

魏勇

（新疆玛纳斯河流域管理处新疆石河子832000）

摘要本文主要针对国内水情自动化测报系统的开发应用，进行深入的探讨，并对其系统防雷措施进行相应研究。同时结合新疆的地理位置条件，对玛纳斯河的水情自动化测报系统的结构，以及防雷措施进行研究，为促进国内水情自动化测报系统应用的不断完善提供借鉴。

关键词水情；自动化测报系统；防雷措施；新疆玛纳斯河

大自然的自然灾害有很多种类型，其中水灾是其中的重要灾害之一，我国是一个多雨的国家，足够量的雨水会造成不同强度洪水的形成，给国家和人民带来一系列人力、物力、财力的损失，所以，我国必须做好对河流水情的监测与预报，及时的了解并对其做出相应的监控与防范措施，在最大的程度上保证国家、人民的人身安全以及财产安全。

1　水情自动化测报系统的开发应用

1.1水情自动化测报系统的形成

在我国，水灾时常发生，因而对于我国各河流等水资源水情的监测和预报就显得尤为重要，相关水情监测工作人员一般用人工监测的方法对水情进行水样的采集、数据分析与观测，最后实现对水情的有效、准确预报，将所得到水情的具体信息，通过电话或以多媒体的方式传送给水情监测预报中心，再对其进行防范。现如今，由于我国对于水情的监测与预报还停留在人工阶段，如监测水量必须使用工作人员的相关经验以及相关单位线进行监测，分析数据后，工作人员根据其特点，人工编制水情的预报方案，这样就会在繁琐且工作量密集的水情监测、数据的分析以及相关水情的预报方面花费大量的人力物力。而且，对于水情的监测与预报的方法和程序都较为简单，工作人员在水情数据监测分析方面，难免会大意造成分析方面的失误，造成数据的不准确性，这对水情的预报会造成不可避免的损害[1]。

现如今，随着社会科技水平的发展与提高，人们面对灾情的反映以及对灾情的认识也逐渐全面，对于灾情的监测以及预报防患已有了足够的重视，所以在现代社会，人们逐渐摸索以及创新，用计算机或通讯等先进科技手段对水情进行严密的监控与合理的分析，使水情的数据准确性得到有效的提升，一定程度上提高了对水灾的预报的准确性，从而最大程度保证了人民的人身安全与财产安全。

1.2水情自动化测报系统的现状

在如今灾难越来越频繁的今天，欧美等国家和地区都对自动的现代化测报系统足够的重视，不断的对其进行完善和发展，在本国建立大量的水情系统并通过电子网络等进行数据的观测、分析与传送或者有的国家还利用远程监测站通过卫星对其完成数据的传送，我国对于水情系统的研究与重视比较晚，我国通过对亚洲以及欧洲等发达国家进行实地考察，研究其系统，借鉴其经验与技术，研究并建成我国的水情系统，如丹江口水库、葛洲坝等水情监测系统。

1.3水情自动化测报系统的工作应用

水情自动化测报系统应用遥感技术、无线电或有线电通讯技术、多媒体等先进的科学技术通过全国各地的监测站等自动的向监测总控制站，传输发送该地区河流的水量、降雨的多少以及该地区河流的水位线的具体数据，总控制站的工作人员对传送过来的水情、水量、水位等数据进行快速有效的分析，并将数据进行整合处理保存并发布预报[2]。

1.3.1水情自动化测报系统的布局格式

系统的布局格式一般是由全国各地许多的遥感监测站、中继站以及总控制中心组成，如图1.1所示。

建立遥感监测站主要是为了方便水情预报和电子数据的传播，但由于我国地理类型的多样化，地理复杂，在大山或者偏远的山区等地，现代化的电子设备无法设立，电子数据无法传达，所以，建立中继站以满足信号数据接收与传达的目的，起到中介的作用，因为现代自动化的进行水情的监测与数据传输，只需要工作人员在总控制中心进行数据的分析整合等，其他的各个环节都不需人工来完成，这样大大的减小了人力和时间的消耗，提高了工作的准确度和效率[3]。

图1.1　水情自动化测报系统布局格式图

1.3.2对电的需求以及来源

由于水量控制以及监测的必要需求，因而建立的中继站和监测站分布在全国各地，但各地区的自然环境以及条件不同，在偏远地区就必须要保证电力的需求，所以为了解决这一问题，现如今，我国的监测站等其它的站点，都多采用太阳能板吸收热力将热能转化为电能，或者采用蓄电池来满足这一需求。

1.3.3遥感监测站、中继站以及总控制中心等站点的具体工作

1.3.3.1遥感监测站：遥感监测站的工作主要是对该地区的水量数据进行系统的监测，主要方式是人为的对其数据传输时间进行限定与设置，等到了这一固定时间，系统自动的根据其自身的功能将采集到的一系列数据传输到总控制中心，或者在总控制中心，工作人员如果有数据需求，根据多媒体的功能，将这一请求信号传输到监测站，监测站自动接收信息，并根据要求将检测到的数据传输回总控制中心。

1.3.3.2中继站实际是起到一个中转的作用，接收控制中心的信息并接收监控站的信息以将信息发回总控制站。

1.3.3.3总控制中心主要进行水情的预报和对传输数据的分析。

2.水情自动化测报系统的防雷措施

2.1接地系统的设置与规划

接地系统简而言之就是在地面或者地面以下进行电极电网的设置与规划，系统主要包括了接地网线、电极、母线以及引线部分，将这些元素进行整合和组织，就形成了一个完整的地网系统。

2.2防雷措施

2.2.1水情自动化测报系统中心站

系统的中心站一般都会有繁多的高压电线，容易引雷和导雷，因而测报系统必须建立一套防雷设施，在中心站的高压塔下接地线以连接地网，在塔顶建立避雷针与之连接形成完整的避雷系统，中心的通讯电线的位置应该控制在避雷针的35°有效保护范围之内，在通讯线与无线电台之间安装同轴的避雷设备，中心站房间内设置屏蔽网，接地设备等应联合一点接地，电阻控制在1Ω之内等的防雷措施。

2.2.2水情自动化测报系统中继站的防雷措施

中继站的设置一般都在山区，树木山地较多的地方，因山区地势高容易导雷，中继站更容易遭到雷电的袭击，所以应注意中继站的防雷，如中继站的房间可使用钢筋混凝土制成并形成多点接地电极，使之可以很好的连接，但房间内要避免有导雷的电线等物品，或在铁塔上设置避雷针防雷，通讯电线的位置应控制在避雷针的35°有效保护范围之内，在通讯线与无线电台之间安装同轴的避雷设备等防雷方法。

2.2.3水情自动化测报系统监测站的防雷措施

一般监测站的修建主要在平地等地区，所以对防雷的要求不是很高，但是也应有一定的防雷措施，如在屋外安装避雷针，接地电阻控制在10Ω之内，在带有水位传感器的监测站中，应控制其导雷的问题，应将其埋在保护范围之内，不能将其放置在高空[4]。

3.新疆玛纳斯河水情自动化测报系统及防雷措施

3.1新疆的气候以及地理位置

新疆位于亚欧大陆中部，地处中国西北，总面积166.49万平方公里，占中国陆地总面积的1/6，山地与盆地相交新疆远离海洋，深居内陆，四周有高山阻隔，海洋湿气不易进入，形成明显的温带大陆性气候。气温变化大，日照时间长，降水量少，空气干燥。新疆年平均降水量为150mm左右，但各地降水量相差很大，新疆大部分地区春夏和秋冬交换的季节温差极大。

3.2系统结构

根据该地区的气候特征与环境，新疆玛纳斯河水情的自动测报系统的中心站点设置在玛纳斯河流域管理处的供水中心，使用超短波、集群以及有线通讯混合组网，其中超短波采用了1∶6的比例，集群采用1∶10的比例，监测站的数据不通过中继站的中转值机可直接获取，其他的信息采用有线通信和无线通讯来获取。中心站的水情数据接收是通过互联网来获取的，水情的采集人员可以通过多路数据通信终端、集群通讯设备等接收电话网、超短波的数据。

新疆玛纳斯河水情的自动测报系统的配置主要有水位传感器、数传仪、数据传输通信设备等。水位传感器主要采用南京水利水文自动化研究所生产的细井式浮子水位计，数传仪采用水利水文自动化研究所生产的遥测数传仪，集群通讯选用友立电的集群通讯设备，这些仪器的选择以及使用都对该系统有着重要的影响。

3.3避雷措施

为了更好的保护新疆玛纳斯河水情测报系统，减少雷电对其造成的破坏，该系统的工作人员主要采取以下几个措施进行防雷：建设避雷接地地网，安装同轴避雷器，并在中心站等地建立避雷接地系统，将有线信号线通过管子买到地下，以减少雷电的干扰，遥测站采用太阳能电池蓄电方式，避免交流电引雷，埋设接地网线、安装电源避雷器中心站采用了交流电供电的方式和用蓄电池进行供电。这些措施的实施，能有效的避免雷电对新疆玛纳斯河水情的自动测报系统的破坏[5]。