【導讀】王瑤水庫水情測報系統(tǒng)設計方案

　　

【正文】 在洪水預報的基礎上，按照預定的調度策略，充分利用指定流域中水庫的調洪、蓄洪、滯洪能力，進行洪水調度。在確保安全的前提下，最大限度地涵養(yǎng)水資源。 ? 規(guī)則調度 ：根據(jù)水 庫的調度規(guī)則進行防洪調度。 例如， 水庫調度規(guī)則為：常遇洪由溢洪道泄洪，待水庫水位超過正常蓄水位 后，泄洪洞全部開啟與溢洪道共同泄洪，當水庫水位降至正常蓄水位時，屆時關閉泄洪洞閘門。選擇規(guī)則調度后，系統(tǒng)會彈出調度結果對話框，提示用戶當前水位下，泄洪構筑物的放水狀態(tài)。 ? 指令調度 ：根據(jù)上級防汛部門的調度指令進行調度。當用戶選擇指令調度時回彈出一個對話框。用戶需輸入調度時間，然后點擊 “ 生成時間序列按鈕 ” ，之后輸入各時段的泄流量數(shù)據(jù)。輸入完畢后點擊確定，系統(tǒng)進行指令調度。調度結果將以圖形和列表形式顯示 出來 ? 優(yōu)化 調度 ：優(yōu)化調度是綜合考慮了一次洪水調度過程中，最高水位越低越好；水庫調洪末水位越接近理想水位越好，和水庫最大下泄流量越小越好三個目標的調度方法。調度結果將以圖形和列表形式顯示在防洪調度主界面 上 。 預報預泄調度 ：即根據(jù)預報的洪水過程提前預泄洪水，當短期洪水預報比較 王瑤水庫水情測報系統(tǒng)設計方案 西安山脈科技發(fā)展有限公司 Xi’ an Summit Technologies Co.,Ltd. 31 準確可靠時，它可以保證預泄的可靠性。 綜合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 綜合數(shù)據(jù)庫組成 水情信息采集系統(tǒng)根據(jù)水情采集終端采集的的各類數(shù)據(jù)，結合 中心 的業(yè)務軟件的需求，需要建立一個綜合數(shù)據(jù)庫平臺。該數(shù)據(jù)庫由以下數(shù)據(jù)庫組成。 水雨情數(shù)據(jù)庫 用來存儲各地報汛 (水位、雨量、遙測 等 ) 站測報的實時水情雨信息（河道、水庫等水位、流量、雨量等）。實時雨水情數(shù)據(jù)庫表結構設計時，根據(jù)表中描述數(shù)據(jù)的更新頻度性質，把表分成三類，一類是數(shù)據(jù)更新頻度較低或基本不變的表，如測站基本信息等，稱為基本信息表，這類數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)需人工逐條錄入；另一類是更新頻度較高的實時水情信息表，如實測水位流量過程等，稱為實時信息表，這類數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)，可由自動測報系統(tǒng)或人工置數(shù)等方式輸入。再一類是更新頻度較高的預報類信息表，稱為預報信息表。 水雨情數(shù)據(jù)庫結構：采用《水雨情庫》《國家防汛指揮系統(tǒng)工程實時水雨情庫表結構 (修訂版 ) 》的規(guī)定。 基礎數(shù)據(jù)庫 基本信息類表。即與時間關系不密切的基本屬性信息、工程信息、位置信息統(tǒng)信息等。主要包括分： 測站基本屬性表、站號對照表、水庫站關系表、河道站防洪指標表、水庫站防洪指標表、水庫站汛限水位表、洪水傳播時間表、典型水位流量關系表、綜合水位流量關系表、庫容曲線表、水位（流量）頻率分析成果表、頻率分析參數(shù)表、多年平均值系列信息表、水庫蓄水量多年同期均值表、旬月降水量多年平均值表、斷面測驗成果表。 實時數(shù)據(jù)庫 實時信息類表，記錄與時段相關的雨水情觀測及相應的統(tǒng)計信息。主要包括： 王瑤水庫水情測報系統(tǒng)設計方案 西安山脈科技發(fā)展有限公司 Xi’ an Summit Technologies Co.,Ltd. 32 降水量表、日蒸 發(fā)量表、河道水情表、水庫水情表、閘門啟閉情況表、含沙量表、氣溫水溫表、暴雨加報表河道水情多日均值表、水庫水情多日均值表、氣溫水溫多日均值表、蒸發(fā)量統(tǒng)計表、降水量統(tǒng)計表、輸沙輸水總量表、河道水情極值表、水庫水情極值表、氣溫水溫極值表。 運行分析數(shù)據(jù)庫主要是運行分析管理系統(tǒng)對接收數(shù)據(jù)準確性、誤碼率、暢通率、遲報、誤報、漏報數(shù)據(jù)進行分析的結果。主要包括暢通率、誤碼率分析數(shù)據(jù)和報汛站電源電壓、電流等參數(shù)的分析數(shù)據(jù)。 歷史 數(shù)據(jù)庫 歷史大洪水原則上是以一次連續(xù)性降雨所產(chǎn)生的洪水 (場次洪水 ) 作為挑選的對象。在暴雨所籠罩 的區(qū)域內，通過對天氣形勢、雨情、水情、水利工程調度運用及災情的綜合分析，用文字、圖表、聲像闡明形成洪水的條件、洪水的規(guī)模和量級以及成災的程度等，并對洪水作總結評論。主要從以下 6 個方面描述歷史大洪水的情況： 氣象：主要描述造成歷史大洪水的天氣系統(tǒng)以及相關信息。 雨情：主要描述歷史大洪水的暴雨信息以及相關分析資料。 水情：主要描述歷史大洪水的洪水過程、洪峰洪量統(tǒng)計結果、洪水調查分析成果以及洪水組成等分析成果。 氣象 數(shù)據(jù)庫 包括實時氣象數(shù)據(jù)庫、預報產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫、歷史及靜態(tài)數(shù)據(jù)庫。 實時氣象數(shù)據(jù)庫包括地面 天氣資料庫、傳真圖庫；歷史及靜態(tài)數(shù)據(jù)庫有地面天氣資料庫、預報產(chǎn)品庫、降水資料庫。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)就是對數(shù)據(jù)庫進行有效地維護，以便更好的保障數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性和安全性。日常維護的內容包括用戶管理、備份數(shù)據(jù)庫、還原數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)導入導出等。 用戶管理 主要對訪問數(shù)據(jù)庫的用戶進行統(tǒng)一管理，包括新用戶的建立、訪問數(shù)據(jù)庫用 王瑤水庫水情測報系統(tǒng)設計方案 西安山脈科技發(fā)展有限公司 Xi’ an Summit Technologies Co.,Ltd. 33 戶的密碼設置、用戶角色設置、用戶權限的管理，用戶級別的設置等功能?？梢赃M一步加強數(shù)據(jù)庫的操作安全性。 備份數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫備份可以定期對數(shù)據(jù)庫進行備份，用戶可以自定義備份的設備、輩分時間、備 份路徑等，可以進行備份策略和備份周期的設置。 還原數(shù)據(jù)庫 還原數(shù)據(jù)庫就是把數(shù)據(jù)庫由存在故障的狀態(tài)轉變?yōu)闊o故障狀態(tài)的過程。當數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障時，可以依據(jù)數(shù)據(jù)庫的某個備份來進行數(shù)據(jù)恢復?？梢赃M行自動還原，也可以對任意時間段的備份進行還原，從而將由于數(shù)據(jù)庫故障導致的數(shù)據(jù)損失降低到最低點。 王瑤水庫水情測報系統(tǒng)設計方案 西安山脈科技發(fā)展有限公司 Xi’ an Summit Technologies Co.,Ltd. 34 第 6章 電源和 防雷 設計 電源系統(tǒng) 設計 遙測 站供電 根據(jù)國家《水文自動測報系統(tǒng)技術規(guī)范》及招標文件的要求，各報汛站供電電源采用有充電控制的直流蓄電裝置，采用隔離控制充電方式，外部的充電源（如交流或直流）的波動甚至斷開與接入，不會在供電系統(tǒng) 的輸出上產(chǎn)生任何影響，從而保持長期穩(wěn)定的供電輸出。報汛站電池容量配置應能保證各類設備在連續(xù)30 天陰雨天氣情況下仍能正常工作；電源模塊均有可靠的防雷電設計，有效避免從電源回路引入雷擊信號。在日照期間該系統(tǒng)給蓄電池充電，在夜間或連續(xù)陰雨期間就使用蓄電池所存儲的電能。鉛酸全密封進口酸性蓄電池具有良好的低溫特性和過量充電特性，而且免維修，因而遙測設備用它供電是理想的。為保證最長連續(xù)無日照期間也能供電，須合理地選擇電池的容量。 遙測 站設備 供電系統(tǒng)要求 穩(wěn)定、 長期 可靠工作。 遙測 站通信報汛設 備和 信息采集設備采用由太陽能電池 板 （ 水位雨量站 40W、雨量站 20W）和免維護蓄電池（ 水位雨量站 100AH、雨量占 38AH）組成的電源系統(tǒng)供電。 中心站 、分中心站 供電 中心 站 、分中心站 供電條件較好，電源設計 建議 采用以市電為主，發(fā)電機作備份的 的電源系統(tǒng)供電 （本次暫不考慮配置發(fā)電機） ，并增加長延時不間斷電源（ UPS） ，在 中心 站 配置 3KVA/8 小時 的在線 式 UPS。 考慮 中心設備的發(fā)展、電源供電系統(tǒng)結構如 圖 61 所示。 王瑤水庫水情測報系統(tǒng)設計方案 西安山脈科技發(fā)展有限公司 Xi’ an Summit Technologies Co.,Ltd. 35 圖 61 交流供電系統(tǒng)結構框圖 防雷 設計 防雷系統(tǒng)總體要求 水情報汛通信系統(tǒng)的防雷指信號線、設備、電源的防雷。具體要求如下： （ 1）信號線的屏蔽層就近接到所連設備的設備接地線。過長的信號線在接地的金屬管中穿過。 （ 2）太陽能電池的連線采用屏蔽線，將連線的屏蔽層焊接到所供電設備的接地線上。 （ 3）交流供電線安裝放電流大、響應速度快、泄流能力大于 10KA 的避雷器。 （ 4）在各報汛站 、分中心站、中心站 布設接地網(wǎng)，接地指標 報汛站 10Ω 、中心站 5Ω 。設備地線均連接到各自的接地網(wǎng)上。 （ 5）在各 報汛站 、分中 心站和中心站 安裝避雷針，避雷針的架設高度要使所保護的設備儀器均在其 300 角的保護范圍內，具有抗擊 8 級大風的能力，并與接地網(wǎng)可靠連接。 防雷地網(wǎng)的制作 報汛 站鋪設環(huán)形均衡接地網(wǎng)并安裝避雷針 ，中心站鋪設一字形接地網(wǎng)并安裝避雷針， 防雷及接地土建設計樣例圖如 圖 6 圖 63 所示。 王瑤水庫水情測報系統(tǒng)設計方案 西安山脈科技發(fā)展有限公司 Xi’ an Summit Technologies Co.,Ltd. 36 圖 62 報汛站 防雷及接地土建設計樣例圖 圖 63 報汛站 防雷及接地土建設計樣例圖 接地體 之間的所有焊接點 (澆灌在混凝土中的除外 )，均應進行防腐處理。 接地體 應避開埋設在污水排放和土壤腐蝕性強的區(qū)段。當難以避開時，其 接地體 截面應適當增大，鍍層不宜小于 100 毫米。也可選用石墨電級、混凝土包封電極或其它新型材料。 對于大地土壤電阻率高的地區(qū)，當一般做法的聯(lián)合 接地體 的接地電阻值難以滿足要求時，可以采取向外延伸 接地體 、改良土壤、深埋電極、以及外引等方式。如電阻仍然降不下來， 在地溝中可加入木炭粉、石墨粉、金屬屑、鐵礦粉、稀土或長效降阻劑，然后填土夯實。 王瑤水庫水情測報系統(tǒng)設計方案 西安山脈科技發(fā)展有限公司 Xi’ an Summit Technologies Co.,Ltd. 37 第 7章 土建工程 雨量站 土建 雨量站土建包括雨量計基座和太陽能電池板基座的制作安裝，具體為各站制作 500*500*100 鋼筋水泥預制底座 兩個并 加工制作緊固件。 水位雨量站土建 水位雨量站土建包括雨量計基座和太陽能電池板基座和水位井的制作安裝，具體為各站制作 500*500*100 鋼筋水泥預制底座 兩個并加工制作緊固件，水位井制作安裝如 圖 71 所示。 圖 71 水位井制作安裝 圖 蒸發(fā)站土建 一、場地要求 王瑤水庫水情測報系統(tǒng)設計方案 西安山脈科技發(fā)展有限公司 Xi’ an Summit Technologies Co.,Ltd. 38 觀測場 （ 1） 觀測場一般為 25m 25m 的平整場地；確因條件限制，也可取 16m（東西向） 20m（南北向），高山站、海島站、無人站不受此限。 （ 2） 觀測場四周一般設置約 高的稀疏圍欄，圍欄不宜采用反光太強的材料。觀測場圍欄的門一般開在北面。場地應平整，保持有均勻草層（不長草的地區(qū)例外），草高不能超過 20 厘米。對草層的養(yǎng)護，不能對觀測記錄造成影響。場內不準種植作物。 （ 3） 為保持觀測場地自然狀態(tài)，場內鋪設 寬的小路（不得用瀝青鋪面），人員只準在小路上行走。有積雪時，除小路上的積雪可以清除外，應保護場地積雪的自然狀態(tài)。 （ 4） 根據(jù)場內儀器布設位置和線纜鋪設需要，在小路下修建電纜溝 (管 )，電纜溝（管）應做到防水、防鼠，便于維護。 （ 5） 觀測場的防雷設施必須符合氣象行業(yè)規(guī)定的防雷技術標準的要求。 觀測場內儀器設施的布置 觀測場內儀器設施的布置要注意互不影響，便于觀測操作。具體要求： （ 1） 高的儀器設施安置在北邊，低的儀器設施安置在南邊； （ 2） 各儀器設施 東西排列成行，南北布設成列，相互間東西間隔不小于 4m，南北間隔不小于 3m，儀器距觀測場邊緣護欄不小于 3m； （ 3） 儀器安置在緊靠東西向小路南面，觀測員應從北面接近儀器 。 二、儀器設備安 裝 前的準備工作和土建施工： （ 1） 預制混凝土基座 3 個，要求尺寸為： (地面以上 )雨量器安裝基座35 35 20 厘米一個，溢流計安裝基座 40 40 20 厘米一個，儀器箱支架基座40 40 25 厘米一個。 （ 2） 觀測場內各蒸發(fā)儀器電纜溝埋設要求：挖深大于 30 厘米、寬 30 厘米的溝槽，（也可用磚砌電纜溝）用塑料管作保護套管，穿線后測試線 路暢通后填土埋實。 （ 3） 要求自來水管路鋪設到觀測場內補水桶處。 （ 4） 提供觀測場內 220V50HZ 交流電源。