水情自动测报系统在山口水利枢纽工程中的应用

杜 君

(五大连池市山口湖开发建设中心，黑龙江 五大连池 164100)

1 系统概况

1.1 流域概况

讷馍尔河是嫩江左侧一级支流，发源于黑龙江省北部小兴安岭山脉，流经德都、五大连池及讷河等市县，于讷河市西南40km处汇入嫩江，河流全长569km，流域面积13945km2。

山口水利枢纽坝址以上流域为讷馍尔河上游区，属连绵起伏的山区，植被良好，支流众多，河流坡度较大，洪水汇流快，水位上涨急剧，坝址以上汇流面积3745km2。

1.2 系统主要任务

山口水利枢纽位于黑龙江省五大连池市境内的嫩江左岸支流讷馍尔河上游，距五大连池市约60km。该工程为大型工程，正常蓄水位313.00m，相应库容7.4亿m3，大坝由混凝土芯墙堆石坝铸成。山口水库担负着下游城市及农田的防洪任务，因此需要有迅速可靠的报讯手段来保护大坝及下游城市农田的安危及增加水库的综合利用效益。

水情自动测报系统是一项高度融合了水文、遥感、电子、通信、传感器、计算机等多种学科为一体的新兴技术手段，用于水文信息实时采集、传送和处理，可以及时的为水情测报和预报、水资源合理调配和利用、防洪调度工作等发挥重要作用，是一项利国利民的重要技术水情自动测报系统是采用现代化的测量手段获取水情信息，并将采集的水情信息进行实时处理、显示、传输与记录的综合性系统。山口水利枢纽水情自动测报系统主要任务是为山口水利枢纽提供实时准确的水文、降雨等水情讯息，掌握雨水情及水库水位变化情况，并及时做出洪水预报，为水库合理调度及下游城市、农田防洪提供服务。

1.3 系统覆盖范围

山口水利枢纽水情自动测报系统的覆盖范围为嫩江左侧支流讷馍尔河上游的山口水库坝址以上流域，集水面积为3745km2，占讷馍尔河流域的26.9%。

经过野外实地踏勘、理论计算，并结合山口水库自身特点及地形特征，该系统设有1个中心站、9个遥测雨量站和1个遥测水位站，这11个站基本覆盖整个流域，所采集到的数据很全面。

2 遥测站网布设

2.1 站网布设原则

遥测站网的布设应遵循科学合理、经济可行而又便于建站及管理维护的原则。根据山口水利枢纽坝址以上流域自然地理特性及现有水文、气象站点条件，结合本流域的暴雨洪水特性和工程实际情况，经过对本系统覆盖范围内布设站网的论证、查勘及电路测试等工作，确定本系统遥测站网由9个遥测雨量站和1个遥测水位站组成，站点分布范围较广，站网概况见表1。

2.2 系统通信设计

水情自动测报系统由中心站(包括监测站)，遥测站组成，是防洪和优化调度的必要手段，水情自动测报系统通信方式的选择，对于系统的建设和维护具有重要的影响，通信方式的选择不仅担负着水情信息传输的重要任务，而且合理地选择水情自动测报系统的通信方式能够提高该系统的可靠性和稳定性，因此通信网及通信方式应采用科学可靠、切合实际、经济合理的方式。

系统中心站设在山口水库，山口水库作为整个系统唯一的中心站，负责接受9个雨量站及1个水位雨量站转发的信息；不仅是整个测报系统的中枢，更有负责接收、处理数据，存储、输出处理成果的作用，在整个测报系统中起着至关重要的作用，。

雨量站是通信网的重要组成部分，网络架构的合理设计、选择是确保水情数据能够迅速、准确传递，降低系统工程造价的关键环节。系统共有山口水库坝上、幸福、28km检查站、木沟河、小大庆、长水河16队、卫东林场、南北河、建设林场这9个雨量站，这9个雨量站的地理位置不同、分布较广，这样采集的数据更具全面性，更利于数据的分析及处理。

2.3 系统通信方式

在水情自动测报系统中采用的主要通信方式有：超短波通信、卫星通信、短信(GSM,GPRS)通信、短波通信、手机卡流量通信等方式。结合山口水库水情自动测报系统及地区特有地形、站网等特点，本测报系统采用手机卡流量通信的方式。

相比较其他的通信方式，采用手机卡流量通信方式好处有以下几点：①稳定，不仅是价格的稳定，信号也非常稳定；②性能更强，抗震动，接触良好，耐高低温，寿命更长，体积小，集成度高；③覆盖范围广，全国区域都可使用；④安全可靠，专网专用，独立网元，安全性高；⑤升级空间大，专门针对新兴智能产业，在不同的领域，不同的行业可不断升级，更有创新性；⑥专业管理平台，自主管理；⑦资费灵活，可以批量续费，不需要排队等流程等。综合考虑水情自动测报系统的要求，手机卡流量通信方式更适合本系统。

2.4 系统通信线路储备

水情自动测报系统的通信线路信道质量关键在于线路储备，根据本系统通信组网各通信线路路径损耗的理论计算及野外实地查勘电测成果，在充分考虑衰落储备和干扰保护度的基础上，合理配置各站铁塔高度和通信设备。

3 预报方案级应用软件

3.1 预报方案

水情自动测报系统预报方案的配置不仅要满足水库防洪预报精度和预见期的要求，做到科学准确，同时还要符合流域内水文特性和站网的资料条件，与数据采集、传输、处理密切配合，保证系统良好的技术指标。

根据本流域站网分布情况和资料条件对本系统配置经验降雨径流预报方案和新安江模型预报方案，并配置水库调洪演算方案，根据预报洪水过程再进行调洪演算，从而掌握水库水位变化、水库出流全过程。

3.2 软件配置

为满足系统运行和数据处理功能的要求，结合系统的具体情况，配置了操作系统软件、系统控制及通信软件、实时数据处理软件、历史数据资料处理软件、预报作业软件、调洪作业软件、多媒体演示软件、各种表格、图形显示、打印和绘图软件及编程语言软件。

4 结 语

水情自动测报系统在山口水利枢纽应用提高了水情测报信息的及时、准确采集，并且能够完成数据的可靠传输，从而为山口水利枢纽防洪调度工作的开展提供有力的技术、数据支撑。