八大岭水库水情自动测报系统的应用(初勇吉)

发布时间：2022-02-22 15:18:00 浏览数：次

1 概述

八大岭水库位于济南市历城区高而乡的南高村北，孙家崖村东南的玉符河支流锦云川中游处，流域面积26平方公里。自1958年5月竣工后，虽经多次加固维修维护，但是仍存在病险。该水库坝型为均质土坝，经1992年普查核算，总库容为241万立方米，其中兴利库容128万立方米，仅能达到30年一遇设计标准。按500年一遇校核洪水计算其水位为256.6米，坝顶尚不够高。经2002年水库大坝坝体病害工程物探探测报告：八大岭水库大坝坝体存在一处渗漏区，三处坝体松软区，坝基存在四处基岩裂隙发育带。故该水库为险库，且下游有村庄30余个，人口1.3万余人，所以特别需要加强对水库水情水位的适时监测。对此，我局在该水库安装了水情自动测报系统。

2 八大岭水库水情自动测报系统运行现状

八大岭水库已建成了监测枢纽关键部位水位变化的水库水位遥测系统，为该水库安全调度、防汛抗洪、高效运行提供了有力保障。

2.1水情遥测系统

（1）主要任务及设备选型

该系统主要任务是对八大岭水库的水情进行自动测报，满足历城区防汛决策的预报要求。由于八大岭水库地处济南市的南部山区，山势较高，交通不便，因而对自动遥测系统遥测站的可靠性提出了很高的要求。为此经多方考查，并对国内外同类设备反复对比，选定太原理工天成科技股份有限公司研制的感应式数字液位测报系统，于2003年4月开始安装，2003年7月投入运行。

（2）系统通信组网

经过对近坝区雨洪特性和大坝结构进行分析测试，最终确定了近坝区终端系统设在离大坝较近的水库东侧山体旁边。系统工作体制采用自报式工作体制，遥测站的数据直接传输到中心站，如上图：

2.2系统设备配置及功能

系统遥测站终端设备包括传感器、发射机、调制器、终端机、接口设备、天线和电源（电源均采用蓄电池和太阳能电池浮充供电）等。中心站设备包括天线、接收设备、调制解调设备、前置处理机、计算机等。感应式数字液位测报系统由太原理工天成科技股份有限公司研制，具有九十年代国际领先水平，荣获2000年度国家科学技术发明二等奖。

该系统以“感应式数字液位传感器”为主要测量设备，配合二次仪表，可以进行数据采集、处理、存储、显示、报警及远程通讯等。

“感应式数字水位传感器”是国家重点工程技术的攻关项目成果，它脱离了传统技术思路，运用了仿神经理论的新思想，技术上实现了数字式直接取样，快速采集，其主要性能特点和技术参数如下：

测量数据准确可靠。该技术采用了数字式直接取样检测的方式，与传统的模拟量检测方式比较，驱除了模糊量，回避了信号漂移，解决了稳定、可靠的问题。

抗干扰能力强，远传性能好。接口类型多，有RS232、RS485、格雷码、控制输出端子等，可以和卫星、无线数传电台、MODEM、GSM MODEM等相连接，进行数据通讯。

适应性强。不受强水流和其它环境的影响。

传感器组合灵活。传感器为矩形棒式，端面为40×38毫米，测体基本长度分为0.4m、0.8m、1.2m、1.6m四种规格。实际使用中可在基本长度下组合。

传感器引线为四线制。其中两线为激励电源，两线为CAN总线信号输出线，直流供电电压为12V。

信号分辨率为1.0㎝。为了区分零水位和信号线中断，在传感器设计中安排了零水位信号，可实现传感器信号线断线和故障报警。

防水、防腐。传感器全部由防水绝缘材料灌注，壳体为不锈钢材质，耐氧化、抗腐蚀，经久耐用。

安装简便。传感器可悬空直立垂直吊装，也可按不同场合进行贴壁安装。

传感器环境适应温度：-20℃～50℃。

由于采用了数字化采样和智能化的信息处理方法，该传感器有着良好的抗干扰和环境适应能力。遥测站逻辑板连同电台和蓄电池放入封闭的接受器盒内，使设备在野外安装后具有良好的抗干扰、防雷击和全天侯工作性能。

系统中心站由接收机、解码器和一台高性能的计算机组成，实时接收遥测站信息，并实时写入本机数据库，经扩充后还可以写入局域网服务器内，从而使中心站网络中所有计算机都可以共享数据。中心站软件为全中文界面的应用程序，包含数据接收、数据查询、报表统计、前台数据库管理和图形等功能。

2.3八大岭水库水情水位实时监测系统

八大岭水库设计蓄水位是250.23m，考虑到洪水预报、泄水建筑物泄流曲线、闸门开度和调度误差，水库在近期正常运行条件下，实际运行库水位允许变化幅度不大。因此，对八大岭水库实时监测库水位变化过程就显得十分重要。为实现在远离观测现场的地方随时掌握库水位变化，历城区水务局与山大鲁能信息科技有限公司合作，采用太原理工天成科技股份有限公司研制感应式数字液位测报系统建成八大岭水库水情水位自动遥测系统，并投入使用。

该系统采用了感应式数字液位水位计、单片机采样发送、通过GSM网络无线传输和计算机实时接收处理等技术，能在历城区防汛调度值班室计算机屏幕与防汛指挥大屏幕上显示当前水库水位及历史水位过程曲线，同时，把采集到的数据实时录入后台数据库。系统启动后，当水位变化幅度大于1cm时会通过串行口发送数据。为提高数据传输的可靠性，系统采用了区分零水位和信号线中断，在传感器设计中安排了零水位信号，可实现传感器信号线断线和故障报警。

3 结语

整套系统具有可靠性高，图形清晰直观，分辨率高，读识方便，数据实时性好等优点。目前我局安装的水情水位自动测报系统已经过考验，可为水库防洪调度决策提供及时、准确的科学依据。今后，随着建设的不断进展和水情测报系统的完善，感应式数字水位传感器水情测报系统将极大地增强我区防汛办公室对各水库水情的监测能力，为领导的决策提供科学依据，为防洪度汛、兴利除害发挥出更大的作用。

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