浅谈塔里木河干流地下水测报系统建设和维护管理

段远斌，廉　娟

(新疆塔里木河流域管理局信息中心，新疆 库尔勒 841000)

浅谈塔里木河干流地下水测报系统建设和维护管理

段远斌，廉娟

(新疆塔里木河流域管理局信息中心，新疆 库尔勒 841000)

[摘要]介绍地下水测报系统的工作原理、系统功能架构,结合塔里木河干流地下水测报系统应用情况,对地下水测报系统的日常维护进行总结、列出常见故障，分析原因并给出解决办法，提出存在的问题及建议，为其它尤其是在西北干旱多风沙、温差大的地区在水利测报系统的运行维护提供参考价值。

[关键词]塔里木河；地下水监测；自动测报；维护管理

塔里木河干流区域阿拉尔至台特玛湖1 321 km长度范围内,沿河道两侧共布设了14个地下水监测断面98眼监测井,已于2012年实现了地下水监测数据的自动采集传输。目前，塔里木河干流地下水测报系统运行效果良好，为评估塔里木河流域综合治理取得的生态效益及预测生态变化发展趋势提供所需要的数据信息，已成为塔里木河干流生态环境评价体系的重要组成部分，现就其工作原理、系统功能架构及运行维护管理情况等给予介绍。

1系统工作原理

塔里木河干流地下水测报系统在遥测站设置数据采集终端RTU(Remote Telemetry Unit)，利用地下水等传感器(通过采集设备输出电流、电压、数字信号，进行A/D处理和存贮)将获得的实时地下水监测数据，以中国移动的GPRS为主要通信方式，通过通信传输协议将数据实时传输到塔管局中心站的数据接收服务器，并对数据预处理、入库、存储、管理、编码，再转发到塔管局中心数据库。系统采用自报与查询-应答混合式工作体制，按照上报要求按时报送信息，遥测站还可以随时接收中心站的指令，并按指令要求报送信息。

2系统功能架构

塔管局中心站实时接收14个地下水监测断面98个遥测站定时发送来的地下水水位、水质、土壤温湿度、设备运行状态等信息；能够通过人工招测方式获取任意历史时间段内的地下水水位/地下水矿化度/土壤温度/土壤湿度数据等信息；在网络通讯中断或服务器暂停工作并恢复正常后，系统能通过自检等方式自动补齐数据库缺失的数据；系统中心通过服务器监测软件对各种地下水数据进行实时显示，同时对数据进行专业分析并且生成各种管理需要的报表，具有数据存储、查询、分析、统计、报表显示及打印功能；监测软件可以对各监测井的监测设备进行参数配置和实施远程控制。系统采用B/S(浏览器Browser/服务器Server)模式实现对应用系统的技术架构。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。

考虑到系统由一个中心站和98个遥测站组成，网络地理位置分布广，相互之间没有通信需求，考虑到网络传输的信息流向，在实际建设中采用了星型网络结构。系统结构图及监测井如图1所示。

图1　系统结构图及监测井

3维护管理

2012年6月，塔里木河干流地下水测报系统开始运行，到现在已经正常运行3年有余。

3.1日常维护

塔管局中心数据采集系统接收和处理各遥测站发回的信息，应加强数据采集系统的管理和维护，日常维护工作如下：

(1)查看塔管局中心服务器数据接收软件运行状态及加强网络通信的管理，确保软件运行正常和网络畅通。

(2)做好接收系统的备份(包括数据库备份，可在数据库中设立定时自动备份数据库)，当系统出现故障时能及时快速恢复。

(3)定期对系统的运行情况进行分析，及时发现和处理系统存在的隐患和问题，具体如，监测井设备是否在线、电压是否稳定、是否有漏报数据、数据异常等，并分析确定问题源头。

3.2定期现场维护

塔里木河干流地下水测报系统定期现场维护如下：

(1)通过与人工采集数据对比，校核各遥测站的自动测报数据，确保水位传感器工作正常，使监测数据能够准确真实的反映地下水位，为地下水监测系统的稳定可靠运行提供保障；

(2)清洁监测井箱内设备及太阳能板灰尘；

(3)脱开蓄电池和太阳能板的连接插件，用万用表检查蓄电池和太阳能板电压，检查充电电流是否正常；

(4)检查RTU基本功能、各项参数设置是否正确；

(5)检查通信模块工作状态灯是否正常。

3.3常见故障及排除

当大批站点没有数据返回时，检查接收系统是否出现问题，SIM卡(手机卡)是否欠费等。由于地下水监测断面地处偏远沙漠，属于无人区，各地下水监测断面距离管理单位较远，考虑维护成本，当故障遥测站出现一定数量时，需到现场进行检修，需要带足以下备件：好的免维护电池、GPRS模块、充电控制器、主板、太阳能板、检修遥测站所需工具等。

根据以往的运行维护经验，故障遥测站主要存在以下的问题：

(1)通信模块故障。故障现象为网络信号灯发送过程中熄灭，即NET掉线，重新加电后仍出现掉线情况，核实SIM卡是否存在问题，如SIM卡正常则更换新的通讯模块。

(2)SIM卡故障。故障现象为网络信号灯发送过程中熄灭，即NET掉线，检查SIM卡，发现没有信号，则为SIM卡故障，需更换新的SIM卡。

(3)SIM卡接触不良。故障现象为现场检查遥测站各设备均工作正常，未回传数据，则为SIM卡接触不良，取出SIM卡，用橡皮擦拭SIM卡，重新测试。

(4)主板存在问题。故障现象为现场检查时，供电系统正常，主板显示屏不能显示数据，更换主板后，重新设置相关参数。

(5)传感器故障或接口存在问题。故障现象为现场检查时，供电系统正常，主板显示屏能够显示数据，但水位或者其他参数显示异常或者为0，则需要分别检查传感器接口是否有松动或者更换传感器进行测试。

(6)充电控制器故障。故障现象为充电控制器工作灯熄灭，则需更换新的充电控制器。

(7)蓄电池故障。故障现象为充电控制器工作灯正常，但用万用表检查，发现蓄电池输出电压过低，过度放电，需要更换新的蓄电池。实践证明36A·H的电池在不充电的情况下可用1个月，需要保证正常充电。

(8)机箱进水。洪水期可能导致部分地势较低遥测站进水；部分遥测站观测井密封性较好，导致内部水汽凝结进入RTU；以上2种情况只能更换新的监测设备。

4效益及建议

4.1效益

塔里木河干流生态综合评价需要有遥感监测、土壤及植物样方采集、地下水监测等系统的支撑，遥感监测从宏观角度分析生态变化情况，土壤及植物样方采集和地下水监测系统从微观角度反映生态变化情况，地下水实时测报系统的建设填补了遥感监测在数据精度上的不足，定量分析生态基础数据变化。

塔里木河干流地下水测报系统充分考虑了业务运行管理单位的需求，原有落后的人工采集方式，由于管理单位距离各地下水监测断面较远，环境恶劣，交通不便，进行现场人工现场采集较为困难。通过本系统的建设，将数据实时回传到塔管局中心数据库，减轻了管理人员劳动强度，同时也提高了数据的实时性、准确性和安全性。

4.2建议

(1)为充分发挥塔里木河干流地下水测报系统的作用，不仅表现在建设期能够满足实际工作需要，还体现在系统的运行维护管理方面,提出切合实际的维护管理方案,只有提高维护的质量，进行科学管理，才能使系统能够稳定可靠的运行，发挥更大的效益，这也是水利信息化可持续发展的必然要求。

(2)为保证系统的正常运行和日常维护，必须投入专项维护资金。目前，水利信息系统的运行维护经费及维护定额标准均已出台相关政策和标准，运行维护管理单位必须考虑设备更新更换等年度运行维护费用。

(3)落实维护责任，不能“重建轻管”，做到部门领导重视，明确专门的维护队伍，配足专业技术人员，保证系统故障的及时处理。

参考文献

[1]冯万里. 一体化无线遥测雨量站自动测报系统管理与维护[J].水利信息化.2015(1).

[2]胡胜利，万晋军.基于GPRS的地下水自动监测系统设计[J].水利水电技术.2011, 42(1):89-91.

[3]李佐斌.长江委防汛通信业务管理系统运行维护与信息系统建设[J].水文.2008(28).

[收稿日期]2015-11-23

[作者简介]段远斌(1981-)，男，四川邛崃人，工程师，主要从事水利信息化工作。

[中图分类号]P338+.9

[文献标识码]B

[文章编号]1004-1184(2016)03-0076-02