水情测报系统在水库防汛中的运用
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时间：2017-10-07
1 水情测报系统概述
所谓的水情测报系统，其实就是水库防汛调度信息的采集、监测系统，能够利用现代化遥测技术、通讯技术等技术完成各种水文信息的准确采集，并完成水情的预报，从而使水库防汛工作得到有效开展。从结构上来看，该系统由水库管理中心站、上下游各类测站及控制站、河道流域各类检测站构成。其中，中心站由遥测终端、服务器防雷设备、网络设备、工作站等构成，能够完成各测站数据的接收、管理和分析。而各检测站可以完成降雨量、水位等数据的采集，并利用有线或短波等方式完成数据发送。通过连接各类测站及控制站，则能完成各种数据的自动测量。就目前来看，水情测报系统已经在水文实时信息采集、洪水预报和防洪调度等方面得到了应用。
2 水情测报系统在水库防汛中的运用意义
2.1 实现水库自动化调度
在水电厂水库防汛工作中，过去需要通过信息采集、传递、收集和处理等多个流程完成水文信息工作，所以难以完成信息的及时获取，继而难以实现水库的科学调度。受这一因素的影响，水库水能无法得到充分利用，给水电厂发电带来了较大损失。而运用水情测报系统，能够利用先进技术及时完成相关数据的收集，并结合自动采集得到的水文情况和气候情况生成直观图表，加强对水库汛期的实时掌控，进而使水库能够实现自动化调度[1]。因此，运用水情测报系统，能够使水库自动化调度工作得到更好开展，从而使水电厂水能利用率得到有效提高，进而为水电厂带来更多的经济效益。
2.2 增强电网运行可靠性
在传统水库防汛工作中，需要由基层人员利用专用设备完成水文数据采集。而由于采集过程较为复杂，得到的数据信息也具有内容复杂的特点，所以容易出现读数、计量错误，从而导致后期数值的测算出现较大误差。将这些数据用在水库防汛调度中，则将导致水利发电机组的运行出现波动，进而给电网运行的稳定性带来不良影响。运用水情测报系统，则能采用先进的技术完成水文信息数据的准确采集，并利用科学通讯技术完成数据的准确传输，最终利用计算机完成数据的科学计算，从而使水库防汛调度工作得到科学开展。因此，运用水情测报系统，能够减少水利发电机组的运行波动，使电网运行保持较高的稳定性。
2.3 提高水库使用安全性
在水电厂水库防汛工作中，未能科学完成水库防汛调度，将导致汛灾的发生，进而给水电厂生产运营带来较大的安全威胁。而运用水情测报系统，能够自动完成水情的测报，并提供准确的水情信息，所以能够为水库防汛提供技术支撑。在水库调度管理的过程中，利用该系统指定科学的管理决策，则能使水库防汛工作得到有序开展，确保水库防汛功效的充分发挥，进而为水电厂的生产运营提供更多安全保障。
3 水情测报系统在水库防汛中的实际运用
3.1 系统体系布置
在水库防汛中运用水情测报系统，还要完成系统体系的合理布置。具体来讲，就是要完成中心站、各类测站和检测站的布置，以确保系统能够正常运行。首先，可以利用遥测前置机、数据通信服务器、数据库服务器和应用工作站等设备、设施完成中心站的布置，以确保系统能够完成数据接收、分析和水情预报，并完成水库运行调度、信息发布等任务。其次，可以结合实际情况完成多个水位雨量站、雨量站和个水位站的设置，以完成各测点水、雨情实施数据的采集和提供。在各测站布置时，为使装置保持实时待机状态，可以采用太阳能电池供电，以便使装置耗电量多的问题得到解决，继而使系统保持高效的数据传输效率。再者，在各测站及控制站的布置上，可以使用远程控制终端、水位计、数据传送装置等，以加强数据信息的传输管理。通常的情况下，遥测站覆盖面积较小，还应利用VHF短波通讯模式实现数据通信，并使用多级中继组网完成数据的远程传输，以免数据传输过程中出现错码、掉包等问题，进而使系统运行保持较高的稳定性[2]。此外，水电站水库多处在山区，还要采取防雷措施，以免雷电给系统带来损害。具体来讲，就是要在室外各测站完成避雷针的安装，并在机房完成避雷器的安装，同时加强接地电阻连接。使用的避雷设备拥有较强过流能力，并且泄流时间较短，能够为系统提供有效保护。
3.2 系统软件结构
在水情测报系统软件结构设计上，可采用三层软件结构，即客户端、应用服务器和数据服务器，从而分别为用户访问系统、业务逻辑实现、数据信息存储和优化提供支持。在中心站软件系统建设中，需设计界面层、数据库层和业务逻辑层等多种平台，从而分开完成数据访问、存储和分析，并加强系统范围和功能的定义。在不同的运行环境中，可以采用不同的配置方式和系统结构，以满足不同用户的系统使用需求。此外，系统可以采用模块化结构，按照功能完成各模块的划分，并完成模块间的无缝集成。采用该种软件结构，能够使系统具有通用、可靠和便于扩展、升级的特点，能够体现系统的先进性。
3.3 系统信息通信
采用系统实现信息通信，在水库水文情况发生改变的情况下，各遥测站将完成水情信息的自动采集。而即便水库水文情况未发生变化，每隔一段时间，系统也将采集水情信息。在对遥测站信息进行接收时，各类测站及控制站能够完成数据的异地备份，中心站则能完成信息实时接收，并对信息展开统一分析。利用独立接收装置，水调系统可以完成要测数据的直接接收。与此同时，借助防火墙系统局域网数据库服务器，防汛预警系统也能获得有关数据。通过厂房发电监控系统，测报系统则能获得机组发电数据，然后利用中心站数据服务器完成各种数据的综合分析，以完成水库运行数据的统一计算。此外，利用通讯接口，系统能够为水库调度决策的制定提供数据依据。从整体上来看，采用水情测报系统，各站点将采用不同的信息传输方式。在进项测量方面，各站点采用短波传输方式完成数据传输。在中心站与控制站之间，则可以采用光纤完成数据传输。
3.4 系统功能组成
从系统功能组成上来看，系统能够提供数据采集处理、数据计算、水库调度、综合查询、报表管理和洪水预报等功能。在这几个模块中，洪水预报为主要功能，可以根据流域水文特性完成防汛调度决策的制定，并实现对水库的安全运行管理。该模块采用河系预报和江模型这两种方案，前一种主要进行河系预报，同时需完成降雨径流预报。通过在河系预报中引入其他预报模型成果，则能起到相互补充的作用，进而使系统完成高精度预报工作。在水库调度方面，系统不仅能够完成洪水调度，同时也能完成发电调度。利用系统实现洪水调度，主要的目的是确保大坝安全，并且有效减少上下游淹没损失。而想要达成这一目的，应加强水库蓄洪量和分洪量的管理[3]。按照防洪库容最小的原则，在汛期需要使水库高水位历时尽可能缩短，以确保水库水位能够达到汛限水位，进而更好地预防大洪水的出现。在发电调度方面，系统将以实时径流、负荷和水文等三方面的预报成果完成发电效益分析，以达到综合效益最大化的目标。结合采集的各种数据信息，系统会采用优化调度算法进行计算，确保电站发电调度规程和综合要求得到满足，然后结合当前发电形势完成发电调度计划的调整，进而完成发电调度决策。
4 结束语
通过分析可以发现，在水库防汛中运用水情测报系统，不仅能够实现水库自动化调度，还能增强水库运行的安全性和稳定性，所以能够提高水电厂发电效率，为水电厂带来更多经济效益。在实际运用该系统的过程中，还要做好系统体系布置和软件结构及通信设计，以便使系统能够充分发挥各项功能，进而使水库在汛期保持安全可靠的运行状态。
参考文献：
[1]王艳.半截河水库水情自动测报系统分析[J].黑龙江水利科技，
2013，41（08）：110-111.
[2]張鸿，王东，王弛.水情遥测系统在水库科学调度中的应用[J].黑龙江水利科技，2012，40（11）：238-239.
[3]李鸿鹏.强化水情自动测报系统管理与维护的重要性[J].黑龙江水利科技，2013，41（10）：163-164.
[4]胡江，宋小燕，万涛.浅谈鲁地拉电站水情自动测报系统应用与实践[J].科技创新与应用，2015（35）：221.
所谓的水情测报系统，其实就是水库防汛调度信息的采集、监测系统，能够利用现代化遥测技术、通讯技术等技术完成各种水文信息的准确采集，并完成水情的预报，从而使水库防汛工作得到有效开展。从结构上来看，该系统由水库管理中心站、上下游各类测站及控制站、河道流域各类检测站构成。其中，中心站由遥测终端、服务器防雷设备、网络设备、工作站等构成，能够完成各测站数据的接收、管理和分析。而各检测站可以完成降雨量、水位等数据的采集，并利用有线或短波等方式完成数据发送。通过连接各类测站及控制站，则能完成各种数据的自动测量。就目前来看，水情测报系统已经在水文实时信息采集、洪水预报和防洪调度等方面得到了应用。
2 水情测报系统在水库防汛中的运用意义
2.1 实现水库自动化调度
在水电厂水库防汛工作中，过去需要通过信息采集、传递、收集和处理等多个流程完成水文信息工作，所以难以完成信息的及时获取，继而难以实现水库的科学调度。受这一因素的影响，水库水能无法得到充分利用，给水电厂发电带来了较大损失。而运用水情测报系统，能够利用先进技术及时完成相关数据的收集，并结合自动采集得到的水文情况和气候情况生成直观图表，加强对水库汛期的实时掌控，进而使水库能够实现自动化调度[1]。因此，运用水情测报系统，能够使水库自动化调度工作得到更好开展，从而使水电厂水能利用率得到有效提高，进而为水电厂带来更多的经济效益。
2.2 增强电网运行可靠性
在传统水库防汛工作中，需要由基层人员利用专用设备完成水文数据采集。而由于采集过程较为复杂，得到的数据信息也具有内容复杂的特点，所以容易出现读数、计量错误，从而导致后期数值的测算出现较大误差。将这些数据用在水库防汛调度中，则将导致水利发电机组的运行出现波动，进而给电网运行的稳定性带来不良影响。运用水情测报系统，则能采用先进的技术完成水文信息数据的准确采集，并利用科学通讯技术完成数据的准确传输，最终利用计算机完成数据的科学计算，从而使水库防汛调度工作得到科学开展。因此，运用水情测报系统，能够减少水利发电机组的运行波动，使电网运行保持较高的稳定性。
2.3 提高水库使用安全性
在水电厂水库防汛工作中，未能科学完成水库防汛调度，将导致汛灾的发生，进而给水电厂生产运营带来较大的安全威胁。而运用水情测报系统，能够自动完成水情的测报，并提供准确的水情信息，所以能够为水库防汛提供技术支撑。在水库调度管理的过程中，利用该系统指定科学的管理决策，则能使水库防汛工作得到有序开展，确保水库防汛功效的充分发挥，进而为水电厂的生产运营提供更多安全保障。
3 水情测报系统在水库防汛中的实际运用
3.1 系统体系布置
在水库防汛中运用水情测报系统，还要完成系统体系的合理布置。具体来讲，就是要完成中心站、各类测站和检测站的布置，以确保系统能够正常运行。首先，可以利用遥测前置机、数据通信服务器、数据库服务器和应用工作站等设备、设施完成中心站的布置，以确保系统能够完成数据接收、分析和水情预报，并完成水库运行调度、信息发布等任务。其次，可以结合实际情况完成多个水位雨量站、雨量站和个水位站的设置，以完成各测点水、雨情实施数据的采集和提供。在各测站布置时，为使装置保持实时待机状态，可以采用太阳能电池供电，以便使装置耗电量多的问题得到解决，继而使系统保持高效的数据传输效率。再者，在各测站及控制站的布置上，可以使用远程控制终端、水位计、数据传送装置等，以加强数据信息的传输管理。通常的情况下，遥测站覆盖面积较小，还应利用VHF短波通讯模式实现数据通信，并使用多级中继组网完成数据的远程传输，以免数据传输过程中出现错码、掉包等问题，进而使系统运行保持较高的稳定性[2]。此外，水电站水库多处在山区，还要采取防雷措施，以免雷电给系统带来损害。具体来讲，就是要在室外各测站完成避雷针的安装，并在机房完成避雷器的安装，同时加强接地电阻连接。使用的避雷设备拥有较强过流能力，并且泄流时间较短，能够为系统提供有效保护。
3.2 系统软件结构
在水情测报系统软件结构设计上，可采用三层软件结构，即客户端、应用服务器和数据服务器，从而分别为用户访问系统、业务逻辑实现、数据信息存储和优化提供支持。在中心站软件系统建设中，需设计界面层、数据库层和业务逻辑层等多种平台，从而分开完成数据访问、存储和分析，并加强系统范围和功能的定义。在不同的运行环境中，可以采用不同的配置方式和系统结构，以满足不同用户的系统使用需求。此外，系统可以采用模块化结构，按照功能完成各模块的划分，并完成模块间的无缝集成。采用该种软件结构，能够使系统具有通用、可靠和便于扩展、升级的特点，能够体现系统的先进性。
3.3 系统信息通信
采用系统实现信息通信，在水库水文情况发生改变的情况下，各遥测站将完成水情信息的自动采集。而即便水库水文情况未发生变化，每隔一段时间，系统也将采集水情信息。在对遥测站信息进行接收时，各类测站及控制站能够完成数据的异地备份，中心站则能完成信息实时接收，并对信息展开统一分析。利用独立接收装置，水调系统可以完成要测数据的直接接收。与此同时，借助防火墙系统局域网数据库服务器，防汛预警系统也能获得有关数据。通过厂房发电监控系统，测报系统则能获得机组发电数据，然后利用中心站数据服务器完成各种数据的综合分析，以完成水库运行数据的统一计算。此外，利用通讯接口，系统能够为水库调度决策的制定提供数据依据。从整体上来看，采用水情测报系统，各站点将采用不同的信息传输方式。在进项测量方面，各站点采用短波传输方式完成数据传输。在中心站与控制站之间，则可以采用光纤完成数据传输。
3.4 系统功能组成
从系统功能组成上来看，系统能够提供数据采集处理、数据计算、水库调度、综合查询、报表管理和洪水预报等功能。在这几个模块中，洪水预报为主要功能，可以根据流域水文特性完成防汛调度决策的制定，并实现对水库的安全运行管理。该模块采用河系预报和江模型这两种方案，前一种主要进行河系预报，同时需完成降雨径流预报。通过在河系预报中引入其他预报模型成果，则能起到相互补充的作用，进而使系统完成高精度预报工作。在水库调度方面，系统不仅能够完成洪水调度，同时也能完成发电调度。利用系统实现洪水调度，主要的目的是确保大坝安全，并且有效减少上下游淹没损失。而想要达成这一目的，应加强水库蓄洪量和分洪量的管理[3]。按照防洪库容最小的原则，在汛期需要使水库高水位历时尽可能缩短，以确保水库水位能够达到汛限水位，进而更好地预防大洪水的出现。在发电调度方面，系统将以实时径流、负荷和水文等三方面的预报成果完成发电效益分析，以达到综合效益最大化的目标。结合采集的各种数据信息，系统会采用优化调度算法进行计算，确保电站发电调度规程和综合要求得到满足，然后结合当前发电形势完成发电调度计划的调整，进而完成发电调度决策。
4 结束语
通过分析可以发现，在水库防汛中运用水情测报系统，不仅能够实现水库自动化调度，还能增强水库运行的安全性和稳定性，所以能够提高水电厂发电效率，为水电厂带来更多经济效益。在实际运用该系统的过程中，还要做好系统体系布置和软件结构及通信设计，以便使系统能够充分发挥各项功能，进而使水库在汛期保持安全可靠的运行状态。
参考文献：
[1]王艳.半截河水库水情自动测报系统分析[J].黑龙江水利科技，
2013，41（08）：110-111.
[2]張鸿，王东，王弛.水情遥测系统在水库科学调度中的应用[J].黑龙江水利科技，2012，40（11）：238-239.
[3]李鸿鹏.强化水情自动测报系统管理与维护的重要性[J].黑龙江水利科技，2013，41（10）：163-164.
[4]胡江，宋小燕，万涛.浅谈鲁地拉电站水情自动测报系统应用与实践[J].科技创新与应用，2015（35）：221.
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