王有波

(綏化市北林區(qū)水利設(shè)計(jì)隊(duì)，黑龍江綏化152000)

柳河水庫(kù)興建于1966年3月，1970年10月建成投入運(yùn)行，同時(shí)修建了1孔鋼筋混凝土輸水洞和泄洪閘工程。1977年和2000年對(duì)上游護(hù)坡進(jìn)行改造，護(hù)坡長(zhǎng)度1 400 m，護(hù)坡范圍樁號(hào)0+744～2+144。將原塊石護(hù)坡高程210.92 m以上拆除，新建護(hù)坡。高程210.92～213.6 m為埋石混凝土護(hù)坡，高程213.60～215.40 m為干砌塊護(hù)坡。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為500 a一遇，校核洪水位213.9 m，設(shè)計(jì)洪水位213.25 m，水庫(kù)總庫(kù)容3 980萬(wàn)m3，興利水位213.4 m，興利總庫(kù)容3 258萬(wàn)m3，死水位208 m，死庫(kù)容165萬(wàn)m3。

該水庫(kù)為多年調(diào)節(jié)水庫(kù)，以灌溉為主，兼顧防洪及養(yǎng)魚(yú)等。水庫(kù)樞紐由土壩、輸水洞、泄洪閘3部分組成。除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252－2000的規(guī)定，該水庫(kù)總庫(kù)容3 980萬(wàn)m3在屬中型水庫(kù)規(guī)模，工程等級(jí)為三等。

1 柳河水庫(kù)水文站網(wǎng)情況及洪水調(diào)度現(xiàn)狀

目前庫(kù)區(qū)所設(shè)雨量的站點(diǎn)只有水庫(kù)一處，觀測(cè)項(xiàng)目為降雨量和水位。柳河水庫(kù)庫(kù)區(qū)地形比較復(fù)雜，水庫(kù)雨量不能代表庫(kù)區(qū)的面雨量，建立適時(shí)水雨監(jiān)測(cè)站對(duì)于水庫(kù)防洪、水資源調(diào)度是必要的。

柳河水庫(kù)正常蓄水位213.40 m，調(diào)節(jié)庫(kù)容為558萬(wàn)m3;死水位208.00 m，死庫(kù)容165萬(wàn)m3。水庫(kù)灌溉水田面積0.8萬(wàn)hm2，其中直灌水田0.12萬(wàn)hm2。本次興利計(jì)算是在水庫(kù)正常蓄水位及死水位不變的情況下，根據(jù)本次年徑流成果和灌溉節(jié)水措施的灌溉定額重新核算水庫(kù)的灌溉面積。

目前柳河水庫(kù)只能利用蓄水量變化反推入庫(kù)流量過(guò)程，對(duì)于突發(fā)洪水，由于降雨量觀測(cè)站點(diǎn)稀少和水位觀測(cè)段次不足，對(duì)入庫(kù)洪水過(guò)程分析、預(yù)測(cè)比較粗略，預(yù)見(jiàn)期和預(yù)報(bào)精度都難以達(dá)到理想的效果，給洪水預(yù)報(bào)和水庫(kù)調(diào)節(jié)計(jì)算帶來(lái)很大的困難。因此，建立柳河水庫(kù)水雨情監(jiān)測(cè)站，隨時(shí)掌握庫(kù)區(qū)水、雨情動(dòng)態(tài)，以便于防洪和水資源調(diào)度運(yùn)用。根據(jù)流域特點(diǎn)適當(dāng)增加和調(diào)整站網(wǎng)布局，在保證測(cè)報(bào)精度的同時(shí)兼顧投資經(jīng)濟(jì)、合理。

2 系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容和原則

根據(jù)水利部《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范》的規(guī)定，建設(shè)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)必須具有先進(jìn)性、可靠性、實(shí)用性、標(biāo)準(zhǔn)化、擴(kuò)展性、兼容性、經(jīng)濟(jì)性、安全性;在此原則的前提下，保證流域面平均降雨量的計(jì)算成果精度;便于遙測(cè)站的維護(hù)與管理，本著“無(wú)人值守，有人托管”的管理原則，站點(diǎn)盡量布設(shè)在有村屯，交通方便，易于或能夠?qū)嵤┑牡胤?，加?qiáng)測(cè)站的安全性。

在已有站點(diǎn)基礎(chǔ)上，根據(jù)地形進(jìn)行站網(wǎng)布設(shè)，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)1個(gè)中心站，2個(gè)遙測(cè)終端站。

中心站設(shè)在慶安縣防汛抗旱指揮部，水庫(kù)設(shè)1個(gè)雨水站，1個(gè)遙測(cè)雨量終端站為三工段。站點(diǎn)設(shè)置能滿(mǎn)足入庫(kù)流量推算要求。

水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)采用自報(bào)—應(yīng)答兼容體制，系統(tǒng)規(guī)模為1個(gè)遙測(cè)雨量站、1個(gè)遙測(cè)雨量水位站(水庫(kù))、1個(gè)中心站(慶安縣防汛抗旱指揮部)。本系統(tǒng)采用GSM為系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信主信道。

系統(tǒng)能夠根據(jù)對(duì)遙測(cè)站基本功能要求，實(shí)時(shí)地采集各雨量站、雨量水位站的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)GSM信道發(fā)送到中心站;中心站通過(guò)運(yùn)行相應(yīng)應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的雨水情信息進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、檢索、統(tǒng)計(jì)、發(fā)布等操作。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)將采用GSM短信為主信道的組網(wǎng)方案。選用的遙測(cè)系統(tǒng)終端設(shè)備必須能夠支持多信道組網(wǎng)。

根據(jù)上述系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和系統(tǒng)需求，本系統(tǒng)建設(shè)采用摩托羅拉公司的監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(MOSCAD)技術(shù)和產(chǎn)品構(gòu)成系統(tǒng)組網(wǎng)主體。采用MOSCAD FIU作為中心站前置通信處理器，通過(guò)基于GSM的MOTOROLA數(shù)據(jù)鏈路通信協(xié)議MDLC遙測(cè)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)接口來(lái)自各水情遙測(cè)站發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)基于MODBUS或用戶(hù)自定義串行通協(xié)議的通信端口(RS232)連接中心站的實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)將按照系統(tǒng)要求運(yùn)行數(shù)據(jù)采集與處理軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的接收、處理、存儲(chǔ)(建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并按照要求將數(shù)據(jù)寫(xiě)進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù))，該軟件將能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)各種需求:①實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理;②支持對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索和統(tǒng)計(jì);③向系統(tǒng)中相關(guān)(或全體)遙測(cè)站發(fā)布各種指令;④實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)各相關(guān)遙測(cè)站、遙控站的管理。

各遙測(cè)雨量站、雨量水位站將由MOSCAD－M RTU(基本配置)及相關(guān)設(shè)備構(gòu)成。MOSCAD－M RTU將通過(guò)雨量計(jì)、水位計(jì)采集現(xiàn)場(chǎng)雨量和水位數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、存儲(chǔ)，顯示，并通過(guò)GSM短信準(zhǔn)確無(wú)誤地(通信誤碼率＜10－6)發(fā)送數(shù)據(jù)到中心站;或通過(guò)GSM短信接收來(lái)自中心站的指令(如召測(cè)、遠(yuǎn)程設(shè)置、遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程維護(hù)等)。

本系統(tǒng)采用GSM短信為系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信主信道。作為MOSCAD系統(tǒng)組成部分之一的MDLC通信協(xié)議，是一個(gè)完全符合ISO/OSI的7層通信協(xié)議模型的，標(biāo)準(zhǔn)化的，先進(jìn)的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，相比絕大多數(shù)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)備的其它中外廠(chǎng)商的產(chǎn)品(這些產(chǎn)品僅提供數(shù)據(jù)雙向傳輸協(xié)議，因此無(wú)法保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸)，MOSCAD的MDLC通信協(xié)議除具有數(shù)據(jù)雙向數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議功能外，最強(qiáng)的功能是提供了網(wǎng)絡(luò)化的通信管理功能，包括來(lái)自協(xié)議的通信自動(dòng)握手功能、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)信道偵聽(tīng)/碰撞重發(fā)功能、自動(dòng)解決擁塞調(diào)度的功能、自動(dòng)抵御外部無(wú)線(xiàn)干擾的功能、自動(dòng)查錯(cuò)和糾錯(cuò)功能等，能夠確保數(shù)據(jù)通信誤碼率＜10－6。

［1］綏化市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.黑龍江省慶安縣柳河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.綏化:綏化市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2008.

［2］電力工業(yè)部成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.DL/T5051－1996水利水電工程水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定［S］.北京:中國(guó)電力出版社，1996.

［3］何勇軍，劉成棟.大壩安全監(jiān)測(cè)與自動(dòng)化［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2007.