水情信息的獲得是防洪和水利調度的決策依據,而利用原有的水文水情采集方法進行的人工觀測通常非常耗時而且效果不好.觀測的誤差較大,所以科技對水情測量的發展提供了較先進的技術.水文水情遙測系統的出現能夠實現有效的水情測定,并能夠從根本上解決控制不佳和調度失衡的問題.
1 水利水情自動化遙測系統的現狀分析
1. 1 水情遙測系統的概述
水情遙測系統主要為了滿足防汛指揮系統建設的要求,對實時水情進行測量和報告的自動化系統.水情遙測系統的發展是現代化水利水情檢測技術發展的重要表現.水情遙測系統的建設經歷了幾十年的發展已經對多種高科技技術都具有一定的應用.系統通信方式由最初的超短波到如今衛星有線共用的方式,對水情遙測系統的發展提供了更高的技術支持.并且,通過系統的不斷改進和組成元件的質量提高與技術發展,其關鍵設備遙測終端的質量也不斷提升,無故障工作時間的提升度更是極為可觀.
從工作內容上來講,系統的功能由最初僅僅對降水量、水位信息的測量轉向水位、流速、流量、蒸發量等多種參數的共同測量.用戶不僅可以對硬件進行編程和開發,還能進行遠程的控制,對水情遙測系統的參數控制都能較快的掌握.所以水情遙測技術的開發極大地方便了系統的維護,并能夠合理的利用數據庫和圖形報表軟件,讓水情信息加以量化.
1. 2 水情遙測技術的具體結構組成
水情遙測系統的組成包括多種設備.一般來說,主要的設備有水位傳感器、降雨量測試器、要測站、通信設備和中心計算機系統等.在系統中,遙測站通過傳感器自動實時對水位進行采集,通過無線通信裝置向中心計算機系統發送水情報告,最終通過中心計算機系統對所接收的水情數據進行具體的分析和預警.一般情況下,水情遙測系統的結構圖如下圖所示:
2 水利水情自動化遙測系統的具體應用
2. 1 水利水情自動化遙測系統的具體應用方案.
水庫在汛期要做到科學調洪,就要對水情遙測系統做好準確和科學的應用方案.首先,要及時并準確的采集各種水文水情的數據.對數據的把握是防洪調度的基本依據,也是水情自動化測報的基本應用.
讓水情具體情況通過數據快速的傳入到計算機中心能夠極大的提高水情信息的時效和精確度,從而讓指揮系統能夠迅速得出科學正確的實施方案.其次,建立預報調洪的計算機模型.對水情的分析是需要中心計算機系統的整體運作的,所以科學的應對水情問題應該對每個水庫都建立獨特的計算機模型,對水流量、水流算法都進行程序化設計,讓計算機系統迅速加以分析和預測.
2. 2 水情遙測系統的模塊分類和應用.
水情遙測系統的模塊分類主要分為信息采集子系統功能模塊、數據終端模塊、洪水預防子系統功能模塊、洪水調度及水務子系統功能模塊.下面筆者就對模塊的分類應用做出具體分析.
對信息采集子系統功能模塊的介紹.信息采集子系統一般采用GPRS 組網傳輸水位的具體測量信息,并利用定時自報,結合定量加報的工作體制,自動把數據終端站的信息發回到中心站.水位加報有兩個水位標準,一個是警戒水位,一個是加報水位,在利用定時定量預警設定之后,對警戒水位與加報水位的監測可以通過 SMS 實現.雨量與水位的采集讓水情測量的數據庫記錄多了更多的數據,通過數據庫存儲水位和雨量的數據可以有效的開展預測工作.
對數據終端模塊的功能介紹.數據終端機具有高可靠和低功耗的要求,還能在滿足基本功能的情況下十分快捷的處理傳感器接口類型和數量.變換數據傳輸格式,可以通過參數的改變與設計定義傳感器和報警器的信息輸入輸出.通信接口都能同時連接兩個或兩個以上的通信口,并根據所測量參數的不同進行不同的軟件配置和頻率輸出.
對信息處理查詢子系統功能模塊的介紹.數據庫包括水情遙測過程中的數據,以及分析圖像,預測數據等.通過對靜態圖表和動態監視表進行系統的顯示和分析,對降雨量和水位以及流量動態都具有較強的反映作用,通過對數據的統計和計入,利用科學的檢索和查詢功能對歷史雨量、水位和流量進行對比和分析,利用數學建模的方式推演水位和水情的最終結果.同時,信息處理查詢子系統功能模塊還能對系統進行實時備份和裝載.
對洪水預報子系統模塊的分析.對洪水預報子系統的總功能規劃在中心站,具體具有以下幾項功能,實現實時預報,可以通過在線和離線兩種方式進行.當系統處于應急狀態時,主要控制站仍能進行正常工作,具體預報工作又包括洪峰總量和流量等參數.然后利用各種參數對洪水調度和泄洪控制進行計算和推演.
2. 3 水情遙測系統的科學調控.
水電站的建成和水情遙測系統的建立都要做好科學的調控.一方面要確保電站的運行安全,通過安全調控措施做到度汛的目的.另一方面要考慮水資源的浪費情況,盡可能的減少棄用水,對水資源也要保證最大的效益.也就是說,對水情遙測系統進行利用的過程中,不僅要達到水情的管理和預防,還要考慮到預見性的科學調度,做好水資源的經濟效益工作.運用科學的處理方法,能夠在發揮水情監測的具體作用的同時,顧及到其社會效益和經濟效益,并能最大程度的發揮自身的具體作用.
3 水利水情自動化遙測系統的具體意義與發展前景
水情遙測系統科學技術的發展和應用逐漸取得了顯著的效用.而且在水利水情的測控中也具有重要的意義.首先,水情遙測系統為汛期的水情調控起到了科學合理的作用.尤其是對雨量和水位的整體數據參數的參考,更是對水情系統調控起到了決定性作用.
水情自動化測報系統的運作已經解決了長期以來水情監測與信息不暢的問題,所以,水利水情自動化遙測系統的發展會繼續向快捷、自動化和高效率的方向發展.水情水調自動化技術也就是水情遙測技術,是我國目前大力推進的水利信息化技術的重要組成部分.
參考文獻
[1]張鴻,王東,王弛等. 水情遙測系統在水庫科學調度中的應用[J].黑龍江水利科技,2012\\( 11\\) : 238 -239.
[2]蓋優普. 基于水情水調自動化系統的通信協議研究[D]. 北方工業大學,2008.
