安徽省小型水库雨水情自动测报系统建设

马 顺 杨玉喜

(1.安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院，安徽 合肥 233088；
2.安徽省水利厅，安徽 合肥 230022)

水库安全问题始终备受党中央、国务院及水利部重视。2019年8月，为进一步加强水库防汛信息管控能力建设，提升水库防汛指挥调度、预报预警信息保障水平，安徽省水利厅、安徽省财政厅研究制定并印发了《全省小型水库雨水情自动测报系统建设工作方案》(皖水灾防〔2019〕88号)，开展安徽省小型水库雨水情自动测报全覆盖项目建设，经有关市确认并报水利厅备案，全省需新建、改造小型水库雨水情自动测报站点3904座，其中新建3520座，改造384座，要求2020年底前基本完成建设任务。

2007—2020年，安徽省先后通过实施病险水库除险加固、山洪灾害防治非工程措施、农村基层防汛预报预警体系建设项目及地方自建等项目，实现了小(1)型及以上规模水库雨水情自动测报系统的全覆盖，并对部分重点小(2)型水库也建设了雨水情自动测报系统。而在这些年防汛实际工作中发现，目前安徽省水库在监测预警及防汛调度方面仍然存在明显的薄弱环节，主要表现在以下几个方面。

a.安徽省小水库基数大，自动测报覆盖面远远不够。全省注册登记的小型水库有5861座，通过不同途径已有1464座小型水库建设了雨水情自动测报系统，而随着近年极端气候天气频发，水库自动测报系统建设覆盖率显然不满足实际防汛工作的需求。

b.建设标准低，设备在线率大受影响。由于多个项目制定的标准不统一、技术要求不一样，导致1464座小型水库中有384座因建设标准低、设备老化等原因必须更新改造，一定程度影响了关键时刻对水库雨水情的正常监测。

c.数据落地不统一，存在大量水库信息孤岛。早期省水利厅建设项目数据一般落地在水利厅，省水文局建设项目数据落地在水文部门，但市级、县级建设项目大多数据落地为市级或县级水利部门，因而存在大量水库监测数据信息孤岛，数据格式、接口要求各异，难以共享互通。

牢固树立“两个坚持，三个转变”防灾减灾新理念，全面落实“信息精准、指挥精准、措施精准”目标要求，加快推进小型水库雨水情自动测报系统建设。到2021年汛前，实现全省小型水库雨水情自动测报系统全覆盖，省市县互联互通、信息共享，为水库防汛指挥调度、预报预警提供信息保障，努力减轻洪灾损失，确保人民群众生命安全。

a.全面覆盖，完善提升。针对小型水库雨水情自动测报系统覆盖率不高的问题，凡是未建雨水情自动测报系统的，应全部纳入建设范围，实现雨水情自动测报全覆盖。对已建雨水情自动测报系统，但部分存在设备设施不完善、故障频发问题的，进行改造或重建，保证系统完好。

b.统筹安排，规范实施。认真核定各地需要建设和改造的水库雨水情自动测报系统数量，其中已纳入农村基层预警、山洪灾害非工程措施等项目建设的，由相关专项负责实施，其余建设任务由省级分解下达各相关市县组织实施。省水利厅组织编制技术指导书，统筹安排好建设内容、技术标准、实施步骤和工作要求，保证项目建设的规范性、科学性、针对性、实效性。

c.分级负责，严格管理。省级负责对各地督促指导；
市级对市本级建设任务负主体责任，并对全市建设任务负总责，加强对县级的督促指导；
县级对所属建设任务负主体责任。相关市县要参照基建程序严格实行“四制”，落实各环节责任，加强建设管理、资金管理和建后运行维护，确保建一处、成一处、正常运行一处。

5.1 系统总体框架

安徽省小型水库雨水情自动测报系统建设采用信息化技术，实现对各小型水库雨水情信息的自动采集、传输与分析。各自动测报站点以RTU遥测终端为核心，根据站点类型配置相应水位计、雨量计、通信终端、太阳能电池板、充电控制器、蓄电池以及防雷接地系统。根据前期建设经验，本次自动测报站点水位观测设备原则上采用浮子式水位计，雨量观测设备采用翻斗式雨量计。为提高测报可靠性，以及兼顾浮子式传感器的稳定性与监测量程，自动测报站点建设的同时辅以人工观测水尺，实现高、中、低水位监测稳定，并在共测量程内实现互相检验。

根据《安徽省小型水库雨水情自动测报系统技术要求》，本次建设的雨水情自动监测站点监测数据通过安徽省省级雨水情统一采集软件在省中心落地，落地后通过升级后的共享交换软件实现与安徽省水文局水情遥测数据的共享交换。安徽省小型水库雨水情测报系统建设总体框架见图1。

图1 安徽省小型水库雨水情测报系统建设总体框架

5.2 采集传输技术要求

5.2.1 站点编码要求

小型水库雨水情自动测报站点由省水文局以县级为单位按照国家水文标准《水情信息编码标准》(SL 330—2005)进行站点统一编码[12]，由省水文局统一负责。新建小型水库水位雨量遥测站的结构组成、通信规约、设备要求等必须符合《水文自动测报系统技术规范》(GB/T 41368—2022)、《水文监测数据通信规约》(SL 651—2014)和《水文自动测报系统设备遥测终端机》(SL/T 180—2015)的规定。

5.2.2 信息传输要求

a.站点通信方式。新建水库自动监测站采用集总接收模式，接收地点在水利数据中心服务器，自动监测站与省中心平台的通信方式优先采用无线公网，包括5G、4G、3G、GPRS、GSM通信。无线公网不能覆盖的地区或有特殊要求的站点可选用卫星等通信方式。

b.站点通信协议。自动监测站点的传感器(水位计、雨量计)与RTU遥测终端的接口及数据通信协议、自动监测站与省中心平台之间的数据通信协议要严格按照《水文监测数据通信规约》(SL 651—2014)执行。

5.2.3 信息交换要求

a.实时信息交换。实时信息在前置机解码入库后，利用水利部信息中心交换软件交换共享。路由：省水利数据中心→省水情中心。市、县级水行政主管部门以及相关防汛指挥部门所需信息直接从信息中心交换。

b.基础信息交换。第一步由水利厅职能部门调用水利数据中心信息抽取服务，从水利工程数据库中抽取所需信息，存储于接收端属地(水利数据中心)的“标准库”相应表项中；
第二步由信息交换软件共享到省水情中心。

5.3 防雷供电要求

5.3.1 防雷接地要求

为了保护测报站区域内建筑物、人员及设备不受雷击危害，需对测报站采取有效的防雷措施。

a.防雷措施。设备选型时充分考虑设备的可靠性，选择通过国际或国内EMC认证机构认证的产品；
交流电源线进出端口安装性能可靠的专用防雷器；
根据每个雨量遥测站的具体现场环境，在处地空旷、室外或比较容易着雷的站点旁加装高出天线的避雷针，避雷针可靠接在接地网上，接地电阻小于4Ω。

b.建筑物接地方案。采用均衡接地网方式埋设防雷接地体，接地网可以采用环形埋设方式。若打入四根桩接地电阻不能满足要求，则进一步拉开距离增加打接地桩，土质少的地质条件下还应采用降阻剂等措施使接地电阻达到要求值。

5.3.2 供电设计要求

站点供电设计的原则是“连续阴雨天工作时间须不少于30天”。各个监测站采用“太阳能+蓄电池直流浮充”供电方式。设计采用24W太阳能板38AH蓄电池。供电系统的电池电压情况定期通过RTU报送到中心站，便于管理人员掌握设备运行状态信息。

5.4 建设位置要求

a.自动水位监测站点应设置在岸边顺直、水位代表性好、不易淤积的位置。浮子水位计的浮子避免位于放水涵、放水闸等水工建筑物泄流的紊流区，避免浮子与平衡锤间钢绳缠绕，导致仪器失效。每个自动水位监测站点增设水尺桩或直读式水尺，可以在现场直观观测水位，并在水尺桩附近设置校核水准点2个。站点建成后要有防破坏、防攀爬、防溺水等警示标志及措施。

b.自动雨量站建设时采用0.5mm翻斗式雨量计，仪器安装要平稳牢固，器口保持水平，距地面(安装面)高度70cm。雨量自动采集RTU原则上与水位监测共用，即雨量监测站码与水位监测站码一致。有关要求详见《降水量观测规范》(SL 21—2015)[16]。

5.5 量程要求

水位监测量程既要满足防汛需要，也要满足干旱水源评价需要。水位计最低可测水位须在死水位以下0.1～1.0m；
当历史最低水位低于死水位时，水位计最低可测水位须在历史最低水位以下0.1m。水位计最高可测水位为水库坝高以上0.2m。

5.6 站点形式要求

根据水库现场建设环境，因地制宜，自动水位站建设形式主要分为依附式、简易岛式、栈桥式3种(见图2)。

图2 自动水位站建设形式

a.依附式。依附式水位测井采用不低于DN300的热镀锌钢管或PE管制成，当依附建筑无法承受热镀锌钢管重量或依附面不便于用膨胀螺栓固定测井时，可根据实际情况采用PE管制作水位测井。水位测井一般依附于放水涵闸构筑物正面，为避免水库放水时水体紊流作用引起浮子与平衡锤间钢绳缠绕导致仪器失效，井管底部增设L形联通管，使水平进水管口避开泄流紊流区。在水位测井底部管壁上开0.3m×0.4m活动窗口，利用吸沙泵清淤；
井管底部设滤网以防杂物进入。

b.简易岛式。简易岛式水位测井采用DN400热镀锌卷板钢制作，测井高度根据水库水位监测量程确定，最高可测水位须达到坝顶高程以上0.2m，最低可测水位须达到水库死水位以下0.1～1.0m。简易岛式水位站基础与基座采用C25钢筋混凝土预制；
基础尺寸不低于2.2m×2.2m×0.7m，总埋深不低于3m；
基座尺寸为1.5m×1.5m×2.3m；
基座中预埋DN400PVC管作为水位井筒，底部采用DN355PVC制成L形水平联通管伸入库区，进水管具体设置长度视现场情况而定，末梢设置滤网以防杂物进入。简易岛式水位站一般布设于水库库角侧坡或主坝迎水边坡，若水位站建于水库主坝边坡，建站后须严格按原样式恢复护坡，不得降低主坝防渗标准，回填土需分层人工夯实。

c.栈桥式。简易栈桥式水位测井采用不低于DN300的热镀锌钢管或PE管制成，测井高度根据水库水位监测量程确定，最高可测水位须达到坝顶高程以上0.2m，最低可测水位须达到水库死水位以下0.1～1.0m；
栈桥桥身、桥墩、排架、基础均采用C25钢筋混凝土现浇制作；
桥身板梁净宽1.5m；
桥墩为双柱结构，柱断面尺寸为0.4m×0.4m，竖向每隔2.1m设置排架。简易栈桥式水位站一般建于水库侧坡，部分水库受地形或水位监测量程等条件限制需将简易井栈桥式水位站建于主坝迎水边坡，建站后须严格按原样式恢复护坡，不得降低主坝防渗标准，回填土需分层人工夯实。

2019年8月16日，为规范安徽省小型水库雨水情自动测报系统项目建设管理工作，保证建设质量和进度，安徽省水利厅研究制定了《安徽省小型水库雨水情自动测报系统项目建设管理办法》。省水利厅负责制定《安徽省小型水库雨水情自动测报系统技术要求》，统筹协调指导工作开展，安徽省水文局负责监督指导项目实施，并承担项目技术支撑及省级集总接收平台建设任务，各市水行政主管部门负责组织辖区内县级水行政主管部门编制项目建设实施方案，督导项目实施。县级水行政主管部门负责组建小型水库雨水情自动测报系统建设项目法人，具体负责项目的建设管理工作。同时还要求各市、县应建立管理工作责任制，明确职责，确保项目建设质量和进度。

安徽省小型水库雨水情自动测报系统项目的实施，将补齐安徽省水库雨水情自动测报系统的覆盖短板，有了全省水库实时雨水情数据这一有力监测“抓手”，将为安徽省全境及时预报预警及人员转移提供重要数据支撑。下一步可从水库大坝安全层面上，开展大坝安全运行监测方面研究，确保工程安全和度汛安全。在发挥水库防洪作用层面上，开展水库群联合调度研究，充分发挥水库拦洪削峰错峰作用，减轻下游防洪压力。在节约运维费用层面上，开展云端智能化运维等新技术研究，使运维费用发挥最大效益。

猜你喜欢测报监测站站点基于Web站点的SQL注入分析与防范电子制作(2019年14期)2019-08-20夸夸咱们的测报员今日农业(2019年10期)2019-06-26北京市监测站布局差异分析成都信息工程大学学报(2019年1期)2019-05-20对辐射环境空气自动监测站系统开展数据化运维的探讨四川环境(2019年6期)2019-03-042017～2018年冬季西北地区某站点流感流行特征分析国际呼吸杂志(2019年1期)2019-01-28浅谈林业有害生物测报与防治现代园艺(2018年2期)2018-03-15首届欧洲自行车共享站点协商会召开中国自行车(2017年1期)2017-04-16怕被人认出故事会(2016年21期)2016-11-10与酷暑奋战的环保英雄——宜兴市环境监测站现场采样组的一天中国环境监察(2016年8期)2016-10-23环境监测站计量认证现场评审的常见问题与对策中国质量监管(2016年10期)2016-07-10

推荐访问:测报 安徽省 水库