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[摘 要]桃林口水库位于河北省东北部的青龙河上，是一座集供水、灌溉、发电及旅游开发等多种功能于一体的大型水利枢纽工程。控制流域面积5060Km2，多年平均年径流量9.6亿m3，总库容8.59亿m3。为了适应防汛、调度现代化的要求，迅速、及时掌握水库流域雨情、水情信息。水库特建设了水雨情自动测报系统。
[关键词]防汛、调度现代化、自动测报
中图分类号：P947 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0063-01
1、原系统的状况
1.1 原系统的基本情况
桃林口水库水雨情自动测报系统于1994年9月进行总体设计，在所属流域内建立水情自动测报系统。系统在运行了十多年后，由于设备老化有个别测站不能正常运行，需要进行系统改造，加之原系统的中继站都山中继站因不符合建站条件而需要调整，经过电路测试和站址选择，最后确定为榨子岭中继站，。因此，2003年9月桃林口水库对水雨情自动测报系统进行了一次改造。此次改造后的桃林口水库水雨情自动测报系统由1个中心站（桃林口水库管理局）、3个中继站（陡崖山、榨子岭、祖山）、4个水位站（水库坝上、下游河道、下游小坝枢纽、卢龙跃进渠）、15个雨量站（桃林口、西双山、界岭上、干树沟、龙王庙、马圈子、青龙、木头凳、双山子、土门子、当杖子、汤道河、叨尔登、三十家子、杨树岭）。原数据采集器采用的是自报式工作体制。雨量站采用翻斗式雨量计，水位遥测站采用的是浮子式水位计。
1.2 原系统存在的问题
上次水雨情自动测报系统更新改造后，能及时，准确收集到流域内各测站的水情信息，给水库调度人员进行洪水调度提供了及时可靠的依据，在洪水预报和调度决策方面发挥了重要作用。自2003年以来，系统经过多年的运行，设备普遍出现老化现象，特别是近年汛期表现特别明显，运行过程中系统频繁发生故障，有效度、畅通率降低，系统可靠性方面暴露出诸多问题：①设备配件消耗殆尽及面临停产；②系统中继站天馈线易遭雷击；③电池供电能力不足，导致中继站和雨量站在连续阴雨天太阳能板无法长时间充电，不能正常工作，稳定性降低；④因以前中继站多建在山顶，检修时运送电池、天馈线等设备及不方便；⑤中继站天馈线易受风力影响变化方向，后期角度调整不便；⑥个别测站信道不畅通，功率低。
2、改造方案
2.1 改造的必然性
随着遥测设备的老化以及调度要求的发展，对于数据的实时性、稳定性、维护管理的方便性以及智能自动化程度的不断提高，特别是桃林口水库经过2012年的“7.21”、“7.25”、“7.28”、“7.30”和“8.04”五场暴雨后，水情自动测报系统暴露出的诸多问题，水库于2013年3月开始对水情自动测报系统进行全面改造，以满足各方面的要求。
原遥测系统采用单一通讯方式，已经不太适应现代水情自动测报系统的理念；这些都促使遥测系统需要进一步改造以提高系统可靠性，提高系统畅通率，提高系统的监控能力。
2.2 改造范围和原则
经过认真、全面探讨，确定系统改造范围和原则：中心站（水库管理局）保持不变，取消3个中继站（陡崖山、榨子岭、祖山），设立1个中继站（榆岑沟），将15个雨量站及4个水位站全部進行升级改造，遥测站主要针对数据采集器、通信系统、电源系统、传感器系统等几个方面进行改造。
改造原则是能利用的设备尽量利用，但是需要做出淘汰的设备不能将就使用。
2.3 中心站改造
中心站设备采用双机工作模式，双机设备由RTU模块及超短波前置机组成。中心站主要对雨量站、水位站水情信息的实时收集、控制、存储和信息处理以及对接受到的数据进行合理性检查、整理，并存入数据库。对数据采集软件进行升级和平台软件完善。并根据要求配置一套水库水雨情信息查询系统。
2.4 中继站改造
设立的榆岑沟中继站，主要接收4个水位遥测站发送的水位变化超短波信息，然后将水位信息传输给中心站前置机进行数据处理。
2.5 遥测站改造
上述15个遥测雨量站设备采用密封式BGK-9010-011/012 型一体化雨量监测站，并配有内置GSM3DB天线，很大程度上减少机箱内设备被雷击的几率。这是一款非常适合野外恶劣环境，性价比高的雨量自动监测系统的终端产品。每个雨量站机箱内的数据采集器与RTU模块连接，每个RTU模块中装有GSM移动SIM卡，与中心站主机RTU模块中的GSM移动SIM卡通过短信方式进行数据传输，密封式机箱能够很好的起到防潮、防尘、防虫的作用。
（1）数据采集器
数据采集器是遥测站的关键设备，遥测站的全部功能几乎都体现在数据采集器的功能上，为此本系统雨量站选用了最为先进可靠的SMARTDATA-1000R数据采集终端，具有强大的远程通信能力，并有效减少系统的安装维护工作量，采用平台化和模块化的设计方案，使设备组件方便可靠，维护简单。水位遥测终端机为技术先进的TY3000型号，运行稳定，可靠。
（2）通信系统
GSM移动通信和卫星通信、光缆通信一起被列为现代通信领域中的三大新兴通信手段。利用移动通信网组建设报汛通信网有着广阔的前景。
本次遥测雨量站系统改造采用主流的GPRS短信通信传输体制。当数据采集器有数据需要传送时，通过移动GSM网络向中心站发送短信数据。由于GSM通信终端功耗小，可以实时在线工作，收集实时雨量数据。
（3）电源系统
电源系统主要由蓄电池及太阳能充电板组成，但蓄电池是易耗品，改造时对太阳能充电板、蓄电池全部进行了更换。
（4）传感器系统
改造后遥测雨量站的雨量收集传感器全部采用原设备，不作更换。水位传感器更换为压力式水位计，压力式水位计采用先进的弹性材料及工艺制造，具有灵敏度高，性能稳定，有良好的抗冲击和过载能力。不锈钢的全封焊结构具有良好的防潮能力及优异的介质兼容性。
3、系统升级后的运行情况及意义
桃林口水库水情自动测报系统升级改造完成后，系统设备运行稳定、可靠，系统畅通率、可用度高，通信系统数据传输可靠、迅速、误码率低。实现了水库调度的测报、传输、处理等方面的自动化。
水情自动测报系统是防汛现代化的重要组成部分，桃林口水库水情自动测报系统有效的监控了青龙河流域的水雨情信息，根据该系统采集的信息，能够快速、准确地获取了水库上游流域、以及与水库调度有关的各时段的雨水情信息，为水库汛期安全度汛以及管理运行阶段的供水调度提供了宝贵的技术数据。
作者简介
白松，单位：河北省桃林口水库管理局，工程师， 电话：13930368025。
[关键词]防汛、调度现代化、自动测报
中图分类号：P947 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0063-01
1、原系统的状况
1.1 原系统的基本情况
桃林口水库水雨情自动测报系统于1994年9月进行总体设计，在所属流域内建立水情自动测报系统。系统在运行了十多年后，由于设备老化有个别测站不能正常运行，需要进行系统改造，加之原系统的中继站都山中继站因不符合建站条件而需要调整，经过电路测试和站址选择，最后确定为榨子岭中继站，。因此，2003年9月桃林口水库对水雨情自动测报系统进行了一次改造。此次改造后的桃林口水库水雨情自动测报系统由1个中心站（桃林口水库管理局）、3个中继站（陡崖山、榨子岭、祖山）、4个水位站（水库坝上、下游河道、下游小坝枢纽、卢龙跃进渠）、15个雨量站（桃林口、西双山、界岭上、干树沟、龙王庙、马圈子、青龙、木头凳、双山子、土门子、当杖子、汤道河、叨尔登、三十家子、杨树岭）。原数据采集器采用的是自报式工作体制。雨量站采用翻斗式雨量计，水位遥测站采用的是浮子式水位计。
1.2 原系统存在的问题
上次水雨情自动测报系统更新改造后，能及时，准确收集到流域内各测站的水情信息，给水库调度人员进行洪水调度提供了及时可靠的依据，在洪水预报和调度决策方面发挥了重要作用。自2003年以来，系统经过多年的运行，设备普遍出现老化现象，特别是近年汛期表现特别明显，运行过程中系统频繁发生故障，有效度、畅通率降低，系统可靠性方面暴露出诸多问题：①设备配件消耗殆尽及面临停产；②系统中继站天馈线易遭雷击；③电池供电能力不足，导致中继站和雨量站在连续阴雨天太阳能板无法长时间充电，不能正常工作，稳定性降低；④因以前中继站多建在山顶，检修时运送电池、天馈线等设备及不方便；⑤中继站天馈线易受风力影响变化方向，后期角度调整不便；⑥个别测站信道不畅通，功率低。
2、改造方案
2.1 改造的必然性
随着遥测设备的老化以及调度要求的发展，对于数据的实时性、稳定性、维护管理的方便性以及智能自动化程度的不断提高，特别是桃林口水库经过2012年的“7.21”、“7.25”、“7.28”、“7.30”和“8.04”五场暴雨后，水情自动测报系统暴露出的诸多问题，水库于2013年3月开始对水情自动测报系统进行全面改造，以满足各方面的要求。
原遥测系统采用单一通讯方式，已经不太适应现代水情自动测报系统的理念；这些都促使遥测系统需要进一步改造以提高系统可靠性，提高系统畅通率，提高系统的监控能力。
2.2 改造范围和原则
经过认真、全面探讨，确定系统改造范围和原则：中心站（水库管理局）保持不变，取消3个中继站（陡崖山、榨子岭、祖山），设立1个中继站（榆岑沟），将15个雨量站及4个水位站全部進行升级改造，遥测站主要针对数据采集器、通信系统、电源系统、传感器系统等几个方面进行改造。
改造原则是能利用的设备尽量利用，但是需要做出淘汰的设备不能将就使用。
2.3 中心站改造
中心站设备采用双机工作模式，双机设备由RTU模块及超短波前置机组成。中心站主要对雨量站、水位站水情信息的实时收集、控制、存储和信息处理以及对接受到的数据进行合理性检查、整理，并存入数据库。对数据采集软件进行升级和平台软件完善。并根据要求配置一套水库水雨情信息查询系统。
2.4 中继站改造
设立的榆岑沟中继站，主要接收4个水位遥测站发送的水位变化超短波信息，然后将水位信息传输给中心站前置机进行数据处理。
2.5 遥测站改造
上述15个遥测雨量站设备采用密封式BGK-9010-011/012 型一体化雨量监测站，并配有内置GSM3DB天线，很大程度上减少机箱内设备被雷击的几率。这是一款非常适合野外恶劣环境，性价比高的雨量自动监测系统的终端产品。每个雨量站机箱内的数据采集器与RTU模块连接，每个RTU模块中装有GSM移动SIM卡，与中心站主机RTU模块中的GSM移动SIM卡通过短信方式进行数据传输，密封式机箱能够很好的起到防潮、防尘、防虫的作用。
（1）数据采集器
数据采集器是遥测站的关键设备，遥测站的全部功能几乎都体现在数据采集器的功能上，为此本系统雨量站选用了最为先进可靠的SMARTDATA-1000R数据采集终端，具有强大的远程通信能力，并有效减少系统的安装维护工作量，采用平台化和模块化的设计方案，使设备组件方便可靠，维护简单。水位遥测终端机为技术先进的TY3000型号，运行稳定，可靠。
（2）通信系统
GSM移动通信和卫星通信、光缆通信一起被列为现代通信领域中的三大新兴通信手段。利用移动通信网组建设报汛通信网有着广阔的前景。
本次遥测雨量站系统改造采用主流的GPRS短信通信传输体制。当数据采集器有数据需要传送时，通过移动GSM网络向中心站发送短信数据。由于GSM通信终端功耗小，可以实时在线工作，收集实时雨量数据。
（3）电源系统
电源系统主要由蓄电池及太阳能充电板组成，但蓄电池是易耗品，改造时对太阳能充电板、蓄电池全部进行了更换。
（4）传感器系统
改造后遥测雨量站的雨量收集传感器全部采用原设备，不作更换。水位传感器更换为压力式水位计，压力式水位计采用先进的弹性材料及工艺制造，具有灵敏度高，性能稳定，有良好的抗冲击和过载能力。不锈钢的全封焊结构具有良好的防潮能力及优异的介质兼容性。
3、系统升级后的运行情况及意义
桃林口水库水情自动测报系统升级改造完成后，系统设备运行稳定、可靠，系统畅通率、可用度高，通信系统数据传输可靠、迅速、误码率低。实现了水库调度的测报、传输、处理等方面的自动化。
水情自动测报系统是防汛现代化的重要组成部分，桃林口水库水情自动测报系统有效的监控了青龙河流域的水雨情信息，根据该系统采集的信息，能够快速、准确地获取了水库上游流域、以及与水库调度有关的各时段的雨水情信息，为水库汛期安全度汛以及管理运行阶段的供水调度提供了宝贵的技术数据。
作者简介
白松，单位：河北省桃林口水库管理局，工程师， 电话：13930368025。