山西省泽城西安水电站（二期）工程遥测雨量站的建设和质量管理

刘艳明

（山西省水利建筑工程局有限公司 山西太原030006）

1 工程概述

泽城西安水电站（二期）工程位于清漳河东、西两源汇合处下游，坝址上游控制流域面积3 230 km2，泽城西安水电站（二期）工程遥测雨量站建设工程是项目的组成部分，主要分布于和顺、左权二县，布置于清漳河东支、梁余河、清河、清漳河西支、龙旺河、沙峪河、枯河、清漳河、桐峪河。

2 遥测雨量站建设的必要性

遥测雨量站的建设可以提高天气预报的准确率，及时、准确地提供天气情况。项目建成时，基本可以实现短时天气预报的“定时”、“定点”、“定量”。可以准确地预测和测量洪水水位，为本单位和各级政府防汛决策的科学水平和科学调度提供决策依据。工程建设主要任务是完成水库流域内漳漕、前高窑、紫罗、杨家峪、郑家沟、仪村、蔡家庄、松烟、新庄、仙人坪、横岭、龙旺、寒湖、石匣、大佛头、下交漳、桐峪站等17 处遥测雨量站的建设，完成后能实现雨量的自动实时传输工作，从而达到为水库自动报汛的目的。

3 气象水文条件

工程流域属温带大陆性气候，多年平均气温7.8℃，1月平均气温最低，月平均气温－7.9℃；7月平均气温最高，月平均气温21.3℃。极端最低气温－33℃；极端最高气温36.2℃。流域内多年平均降水量为502.6 mm，全年雨量分布不均，降雨主要集中在7—9月份，其中7月降水量最大为135.4 mm。流域内的多年平均蒸发量为1 661.7 mm，年内最大蒸发量出现在4—6月，一般占年蒸发量的45%左右。多年最大冻土深为92 cm。

4 遥测雨量站安装与调试

工程建设主要任务是完成水库流域内17 处遥测雨量站的建设，完成中心站数据接收终端及调试任务。完成后能实现雨量的自动实时传输工作，从而达到为水库自动报汛的目的。本次雨量站建设从土建到设备安装均执行统一的图纸，统一的设备。遥测雨量站设备由数据采集终端RTU、翻斗式雨量计、GSM/GPRS 模块、免维护蓄电池、太阳能电池板、充电保护器、雨量计信号线避雷器、直流电源SPD、PSTN 通信避雷器等组成。现将其主要性能分述于后。

4.1 翻斗式遥测雨量计

翻斗式雨量计是利用翻斗作为感应元件测量降雨的仪器，是目前应用于水情信息自动采集传输系统中的主要仪器。

翻斗式雨量计的工作原理是:降雨通过承雨口流经过滤网，通过中心控流管件流入翻雨斗。每个翻雨斗被水平平分为两部分。由于重力作用，翻雨斗平时一直处于一个倾斜状态，雨水在中心控流管的作用下流入翻雨斗抬高的一侧，由于雨水的重力作用，翻雨斗会在雨水聚集达到雨量计分辨率的时候翻转。

每一次翻转动作都会让安装在翻雨斗两侧（或中间分界板）的磁铁引起安装在雨量计上的干簧管产生一次吸合。每一次吸合动作都会被测量仪器捕捉。测量仪器通过计量每一次的吸合动作进行雨量测量。每一个计量脉冲是一次雨量计标称测量精度的降雨量。

4.2 GSM/GPRS 模块

选用Wavecom 公司生产的工业级的GSM 终端，该GSM 模块可靠性高，每小时可发送短信800 条左右，比用手机发送短信更稳定、快捷。该模块曾多处应用在水情自动测报系统中，并可以应用于机房监控和远程维护、银行储蓄点机房监控、GSM/SMS/GPS 移动车辆监控调度系统、公安、110、交警车辆监控调度、邮政运输车监控调度、出租车管理调度、公交车辆调度和指示、集团车辆监控调度、GSM/SMS 移动性数据查询系统、移动性证卷交易和信息查询、公安移动性数据（身份证、犯罪档案等）查询、交警移动性数据（车辆、司机档案等）查询、移动办公及管理以及其他一些应用领域。

4.3 雨量计信号线避雷器

系统建设选用TD*20K10P64M/W 型信号线避雷器，应用于雨量计和数据采集器连接的信号线上，适用于各种低电流的直流配电线路及控制线路的雷电过电压防护。

4.4 太阳能电源避雷器

采用YD30K045EH（K）型电源线避雷器，应用于所有遥测站，适用于各种低电流的直流配电线路及控制线路的雷电过电压防护。

4.5 PSTN 通信避雷器

采用YD30K045EH（K）型电源线避雷器，应用于所有遥测站。

5 运行管理

系统运行好坏，关键在维护。为了确保系统正常运行，工作人员要认真学习计算机技术、采集系统操作规程，熟悉系统设备性能和维护知识。项目运行管理中配备了熟悉系统性能和计算机技术的系统设备管理员和遥测系统维修人员，负责系统设备的维护和管理。水情值班人员每天查看各报汛站来报，从中检查发现测站设备运行情况，遇到问题及时和管理人员取得联系，对运行中的问题进行及时的排除。

6 施工质量管理

项目实施过程中所使用的主要材料采用预先准备和现场购买两种方式相结合的方法，专业工程材料预先准备，通用工程材料现场购买。按照质量规范的要求，制定了严格的选料用料程序，确保每道工序所需的材料满足要求，保证雨量站的建设施工质量，为提高施工质量，专门制定了管理规程，使整个系统的施工质量得到了相当的保证。

6.1 加强施工过程中的质量控制

本工程混凝土平台施工混凝土用量少，采用现场人工拌合，拌合的质量控制成了工程质量的保障，如何保证混凝土的质量满足设计要求是施工质量控制的重点，首先利用精密的称重仪器，严格的按照配合比对骨料、水、水泥称重拌合，现场取样量测混凝土塌落度，满足要求后方可进行浇筑施工。事先制作好的预埋件按照设计图纸的位置，准确地放到指定的位置，在混凝土的浇筑过程中避免振捣器冲击预埋件，避免发生位置变动影响后期的安装。抱箍的安装要孔距保证对称，防止冲压变形，在太阳能支撑和雨量计支撑的钢管焊接中，焊接时要保证各轴线的垂直度，锌板保证孔距。

6.2 建立健全质量控制制度

6.2.1 采购控制制度

对生产加工所需原材料、元器件等一系列所需物品采购过程进行控制，以确保产品质量和采购的产品满足规定的要求。对供货单位的要求至少满足下列条件之一，才可作为合格供货单位:

1）有完善的质量体系—通过ISO9000 标准质量体系认证；

2）本公司近期有一年以上产品使用历史且产品质量完全满足合同规定要求；

3）通过了解产品在其它使用单位结果进行评价，其产品质量完全满足规定要求；

4）产品样品经检（试）验符合合同质量要求。

6.2.2 设备检验制度

对一些关键设备如遥测终端、GSM 通信机设备等，在设备到达后每个都进行了全面检验，确保每台设备的质量符合基本的设计标准。对一些重要设备如太阳能电池板、蓄电池、直流稳压电源等都进行了抽查，确保这些设备都能正常工作。

6.3.3 工作总结汇报制度

一些站点虽然当时无法正常的进行工作，但施工人员会详细记录这个站点的安装调试情况和问题的特征和表现，并会将这些记录连同工作总结一起提交项目管理人员，项目管理人员召集会议商讨解决方案并决定实际的解决措施。使这些站点在2 次或3 次安装调试过程中能正常工作。

7 存在的问题及解决方法

遥测雨量站在运行期间，主要存在的问题是:偏远山区遇上恶劣天气后移动信号塔停电，造成雨量数据无法传回。针对遥测站遇无信号问题，采取了人工报汛（PTSN）的办法进行弥补。

8 结论

在这次系统实施中，由于GSM 通信技术，GIS 技术、视频等较新技术的应用，大大增加了对系统质量控制的难度。因此不可避免地产生了一定程度上的质量问题。但经过严格的质量控制制度和程序，没有发生“质量事故”的事件。