浅谈锦江水库水文自动测报系统及其维护

摘 要:水文自动测报系统已经广泛运用到水库管理当中,本文概述了锦江水库水文遥测系统的组成和功能,结合运行维护的情况,对系统主要设备常见的问题进行了探讨与分析。

关键词:水文 自动测报系统 避雷 预报

中图分类号:TV8 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0151-01

仁化县锦江水库位于广东省北部,浈江一级支流锦江河峡谷出口,属峡谷型水库,水库回水沿河谷两岸呈狭长条形,库周均为崇山峻岭。锦江河干流全长108公里,坝址上游集雨面积1410平方公里,植被良好。流域雨季明显,降雨主要集中于3～8月,占年雨量的73.5%。多年平均降雨量1660毫米,年平均降雨天数153天。总库容1.89亿立方米,兴利库容0.68亿立方米,调洪库容0.45亿立方米,季调节水库。工程效益以防洪、发电为主,属大(二)型水库。

1 系统组成及功能

目前水库共有水情测报终端10个,其中雨量遥测站5个、水位遥测站1个,水位雨量遥测站4个人,中继站1个,分别分布在库区深山地带,以无人值守的模式工作。

水情自动测报系统属于应用遥测、通信、计算机技术,完成江河流域降雨量、水位、流量、闸门开启度等数据的实时采集、报送和处理的信息系统。洪水预报是防汛抗洪的重要组成部分,要求快速和准确。

系统功能是自动采集、传输和处理流域内的实时水情数据,及时反映流域区间的雨情、水情信息实况,并通过水文预报作业,掌握未来一定时间之内来水趋势,为流域内水电站的防洪、水库调度提供科学的决策依据。

2 通信终端

水文自动测报系统通信方式因遥测站与中心站之间地理环境和通讯条件的差异而不同。我们主要采用超短波通讯,离中继站远的采用GSM通信方式。

随着GSM通信技术完善和提高,系统安装调试完成后硬件上基本是很少出现问题。而困扰GSM通讯的难题就是公用通讯网络不能保障,如遇见暴风强降雨天气,可能造成面积区域停电式GSM基站子系统陷入瘫痪从而中断通信服务,而水文自动测报工作越是在恶劣天气越是必要。

东岭、塘洞、大水坝为GSM通讯方式,也是纯雨量遥测站,其余采用超短波的通讯方式。

GSM手机模块在电池电压较低的情况下,会出现掉电现象时,当电压回升后,GSM手机模块并不能正常启动,此时查看GSM手机模块顶部的红色信号灯是否闪烁,如不闪,则拔下GSM电源线,待5s以后重新插上,GSM手机模块顶部的红色信号灯闪烁则启动成功,故障解除。

锦江水库水文遥测系统除东岭、塘洞、大水坝三个遥测站,其他各站均采用TDJ-230-9定向天线。这种天线具有前向增益高、副瓣和后向辐射小、频带宽、抗干扰强等特点。天线一般情况下在户外使用,调好最佳位置后,要固定好,防止大风刮偏天线。特别要注意有源振子盒、天线馈线接头的连接和防水工作。

3 数据采集传感器

锦江水库水文测报系统主要采集雨量和水位等参数,采用翻斗式雨量计和浮子式水位计。当遥测站出现有雨量不正常时,应检查翻斗式雨量干簧管是否损坏,在断电的情况下,万用表选用电阻档,两个测试棒接到雨量计上的两个接线端,轻轻翻动翻斗,观察万用表指针是否发生转动,如果指针不动则表明干簧管存在问题,应及时起用备用干簧管或更换干簧管;检查雨量信号线接头接触是否良好;检查雨量计翻斗是否被卡死。当RTU出现有降雨时出现多记录,应检查雨量信号线接头是否有接触不良、短路等情况;检查雨量信号线是否存在破皮搭铁现象。

4 电源系统

采用太阳能电池浮充蓄电池供电,交流供电为备用电源。

当蓄电池电压达到一定值时,充电保护器自动切断充电电路;电压低时,能防止反充电,有效的保护蓄电池。但是,当充电保护器发生断路,太阳能板不能为蓄电池浮充,不能及时发现处理,就会造成蓄电池放电亏损。

为了解决这一问题,我们每个遥测站都安装了电源模块,对蓄电池的电压进行检测,采集到的雨量和水位数据以及蓄电池的电压,一并发回中心站,为延长蓄电池的使用寿命提供了保障。

而中继站的蓄电池电压是没有监测的。离中继站远些的遥测站一个或多个通讯不正常,中心站电台收发的声音伴有沙沙声时,一般是中继站供电电压过低。

5 避雷系统

直击雷主要表现直接击中室外高处的物体,如室外的通讯天线,雨量计,太阳能电池板架空的电源线和信号线;感应雷影响主要是由于雷电的发生,发生电磁感应,天馈线、信号线、电源线及其它导电体内将产生感应过电压,危害到设备的安全。

采用超短波通讯的测站,对防雷措施尤为重要,特别是中继站一般设在位置较高的山上,并且架设在钢塔顶部,存在极大的引雷隐患。

锦江水库水文遥测系统经过2005年的升级改造后,没有出现因为雷击使设备遭受大面积的损坏。系统RTU由原来的单片机换成PLC,运行更加可靠;各超短波通讯的测站,避雷系统加装了馈线避雷器;调节避雷针的高度;调整避雷针与天线的距离;增加地网的铺设,使地网的建设标准全面达到接地电阻≤4Ω。测站的防雷水平得到了有效的提高。

6 洪水预报

库区上游降雨量、支流水位测报以全天候自动测报为主,人工观测为辅。预测洪峰入库时间;暴雨中心在长江或城口洪峰入库时间为5h～6h;预测洪峰流量;利用降雨量与洪水水量关系曲线预报一天、三天、七天洪水总量。多年来我们根据自动测报数据进行水文预报提前泄洪或提前加大泄洪流量,降低库水位的方式进行调洪,调洪效果理想。

系统建成投入使用后,水文工作效率大大提高,为水库的防洪渡汛和水库调度提供了重要依据,为防汛部门采取积极有效的防洪减灾措施提供了可靠的信息,使下游1.26万人口、1.2万亩农田、十多亿元人民币固定资产减轻或免遭洪水的危害。

参考文献

[1] SL61-2003,水情自动测报系统技术规范[S].水利部.

[2] SL-61-94,水文自动测报系统规范[S].水利出版社,2001.

[3] 冯讷敏.水文仪器设备实用维修手册[M].河海大学出版社,2005.