淺談河道管理自動(dòng)化

1、淺談河道管理自動(dòng)化?166?冒埋科手淺談河道管理自動(dòng)化孟媛媛(哈爾濱市呼蘭區(qū)河道管理站,黑龍江哈爾濱150000)摘要:對(duì)河道管理自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行介紹,闡述了河道管理新技術(shù).關(guān)鍵詞:河道管理;內(nèi)涵;基本構(gòu)架1詞道管理內(nèi)涵新時(shí)期的河道管理工作要按照科學(xué)發(fā)展觀和構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的要求,恢復(fù)和強(qiáng)化河道行洪,排澇,輸水,航運(yùn)等功能,穩(wěn)可勢(shì),改善水環(huán)境,適應(yīng)河道的自然l生,安全陛,生態(tài)勝,觀賞性,親水性的要求,3q.aa.與自然釉皆相處的治水念,實(shí)現(xiàn)苴水清,流暢,岸綠,景美.堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先,合理利用,實(shí)現(xiàn)對(duì)河道的全方位管理.總的講來,河道綜合管理包可道工程設(shè)沲管理和河道資源管理兩部分.河道工程設(shè)施管理:

2、如河閘,河堤,防洪設(shè)施,穿河和跨河建筑物;河道資源管理:水資源,河沙,河堤植被,水產(chǎn).2河道綜合管理自動(dòng)化系統(tǒng)基本構(gòu)架2.1河道綜合管理自動(dòng)化系統(tǒng)支撐基礎(chǔ)河道綜合管理自動(dòng)化系統(tǒng)得支撐基咄是數(shù)據(jù)采集和視頻監(jiān)視,河道管理者在獲取有關(guān)數(shù)據(jù)資料(包括視頻資料)的基礎(chǔ)上做出決策反應(yīng),實(shí)施決策的行為既包括人工活動(dòng),也包括通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)動(dòng)行為.因此,就需要建立閘門監(jiān)控系統(tǒng),堤防滲流監(jiān)沏4系統(tǒng),河道工況視頻監(jiān)視系統(tǒng)以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)河道工程安全及河道資源;建立雨水睛測(cè)報(bào)系統(tǒng),水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以動(dòng)態(tài)掌握河流洪水隋勢(shì)和水質(zhì)狀況;開發(fā)并安裝河流洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)以保障?可i苴彳亍洪安全,開發(fā)并安裝河流水質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)以分析預(yù)測(cè)未來河流

3、水質(zhì).22河道綜合管理自動(dòng)化系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)般地說,河道綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)包括河道(或流域)基礎(chǔ)信息子系統(tǒng),各類監(jiān)測(cè)子系統(tǒng),預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)子系統(tǒng)三部分.基礎(chǔ)信息子系統(tǒng)是列,可道整體情況的介紹,是河道基礎(chǔ)信息資料的輸入,該部分?jǐn)?shù)據(jù)資料比較穩(wěn)定;監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)則通過監(jiān)測(cè)傳感器采集數(shù)據(jù)資料,數(shù)據(jù)資料沿著通訊介質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)中樞,按照一定格式存儲(chǔ),供河道管理者分析,使用和存檔,其數(shù)據(jù)成果具有隨時(shí)間變化的特點(diǎn);預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)子系統(tǒng)是根據(jù)河道基本參數(shù),水文學(xué)原理等并結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料建立起來的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)資料來自監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)輸入,預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)成果的精度取決于模型的科學(xué)性和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精度.般的河道綜合管理自動(dòng)化系統(tǒng)如圖1所示.

4、河道規(guī)模決定系.eft模,河道管理者的要求不同,河道管理自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜程度也不盡相同.23河遁綜合自動(dòng)化系統(tǒng)組網(wǎng)牦河道綜合管理自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集端沿河道呈線狀分布,其長(zhǎng)度由幾十公里到數(shù)百公里不等,若全部采用有線方式進(jìn)行布線,經(jīng)濟(jì)上不劃算,技術(shù)上也不可行,主要原因是信號(hào)沿電纜傳輸途中會(huì)過度衰減.若全部采用天線方i生彳亍組網(wǎng),系模塊,系統(tǒng)建沒成本高,系統(tǒng)反直速度也較慢.最佳的系統(tǒng)組網(wǎng)方式堤餞通信與無線通信相結(jié)合,分可媒巾安裝監(jiān)測(cè)傳感器,-傭veih2.4監(jiān)測(cè)站設(shè)置站點(diǎn)設(shè)置原則是滿足系統(tǒng)功能的前提下重考慮建設(shè)成本;水位監(jiān)測(cè)站盡量靠近閘門,盡可能設(shè)在水文控制端面;雨量站應(yīng)分布均勻,要求能夠控制暴雨中心

5、,數(shù)據(jù)連續(xù)測(cè)量,設(shè)備可靠運(yùn)行;水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)盡量設(shè)置在閘門附近,設(shè)置在排污口附近,設(shè)置在引水口附近;滲流監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置存防洪重點(diǎn)區(qū)域,設(shè)置在薄弱堤防段;視頻監(jiān)測(cè)站點(diǎn)設(shè)置在虱監(jiān)視部位,如違法挖沙河段,閘前水位觀測(cè)部位,排污口處以及其他需要監(jiān)視的部位.河道綜曜自動(dòng)化系統(tǒng)主要設(shè)備配置管理機(jī)構(gòu)力公場(chǎng)所:計(jì)算機(jī),硬盤錄像機(jī),打印機(jī),路由器等;監(jiān)測(cè)站:自記水位計(jì),滲壓計(jì),攝像頭,水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器;現(xiàn)地測(cè)控單元:mcu.通信設(shè)備及通信介質(zhì):rtu,電纜和光纜;安全設(shè)備:防雷系統(tǒng),防火墻,報(bào)警裝置等.2.6主要軟件配置河i酋綜合管理自動(dòng)化系統(tǒng)軟件主要可分成以下類:即綜合自動(dòng)化j匐1監(jiān)鋇監(jiān)控系統(tǒng)河道綜合管理自動(dòng)化系統(tǒng)堤

6、防潛流監(jiān)鋇系統(tǒng)水-f嗇監(jiān)鋇系統(tǒng)洪水予五民系統(tǒng)圖1水質(zhì)監(jiān)鋇0系統(tǒng)水膀預(yù)報(bào)系坑.f音監(jiān)鋇系統(tǒng)水資源調(diào)度系統(tǒng)管理軟件,監(jiān)測(cè)軟件和專業(yè)預(yù)報(bào)軟件.綜合自動(dòng)化管理軟件包括安全報(bào)警軟件,數(shù)據(jù)庫(kù)軟件等,監(jiān)測(cè)軟件負(fù)責(zé)管理各監(jiān)測(cè)傳感器,完成對(duì)各預(yù)設(shè)參數(shù)的監(jiān)測(cè);專業(yè)預(yù)報(bào)軟件主要指洪水預(yù)報(bào)調(diào)度軟件和水質(zhì)預(yù)報(bào)凋度軟件.相對(duì)于自動(dòng)化綜合管理軟件和監(jiān)測(cè)軟件,預(yù)報(bào)軟件的建沒成本高,建設(shè)周期長(zhǎng).3自動(dòng)化系統(tǒng)功能3.1水雨隋息自動(dòng)采集系統(tǒng)水雨息是河道管理:作中數(shù)量大,實(shí)時(shí)性強(qiáng),有嚴(yán)密報(bào)送制度的基礎(chǔ)信息,是防洪決策,輸水航運(yùn)的主要依據(jù).現(xiàn)有的水雨情f息自動(dòng)采集系統(tǒng)基本e都是超短波系統(tǒng),近兩年有些流域開始試用衛(wèi)星水情遙測(cè)通訊系統(tǒng).在

7、水h轔魄自動(dòng)采集系統(tǒng)中,采集終端要向控制中心報(bào)送數(shù)據(jù),而翼采用的通信力墨l尾用gsm中的短消啟.業(yè)務(wù)(sm誅情數(shù)據(jù)的傳輸?shù)姆桨?實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)傳送,避免了采用人工i貝4報(bào)或者有線方式監(jiān)鞴的問題.32閘門監(jiān)狽0監(jiān)控系統(tǒng)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,各種現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)手段的深入應(yīng)用,水閘閘門控制運(yùn)用技利用閘門自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了閘門的開閉從手動(dòng)控制向計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的飛躍.利用該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集:自動(dòng)采集閘門開度,閘前后水位,過閘流量,水質(zhì),起閉機(jī)狀態(tài),供電系統(tǒng)的電量等數(shù)據(jù)并保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中以便查詢,打印.3.3堤防滲流監(jiān)0系統(tǒng)在洪水季節(jié)通過對(duì)堤壩的滲流監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行分析,可以及時(shí),準(zhǔn)確地了解堤壩

8、的安全信息,判斷堤壩的運(yùn)行狀態(tài),可為抗洪搶險(xiǎn)提供有效的科學(xué)依據(jù),為搶險(xiǎn)救災(zāi)爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間.一般來說提防監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括變形汐部變形及內(nèi)部變形),滲透壓力,滲流量,結(jié)構(gòu)閘,防滲墻或防洪墻地下水位,以及堤身土含水量等.3.4洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)通過建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),預(yù)報(bào)模型庫(kù),并不問斷地將流域上的實(shí)時(shí)水情數(shù)據(jù)裝載到數(shù)據(jù)庫(kù)中去,然后按接收系統(tǒng)的指令啟動(dòng)預(yù)報(bào)計(jì)算功能.下面以艾信洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)為例,介紹洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng).艾信洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)采用三個(gè)模型同時(shí)進(jìn)行洪水預(yù)報(bào),洪水預(yù)報(bào)方案總體上由劃分的三個(gè)子流域預(yù)報(bào)方案模型組成,各子流域洪水預(yù)報(bào)方案分為流域產(chǎn)流預(yù)報(bào)模型,匯流預(yù)報(bào)模型和洪水實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)校正模型三大部分.主要功能可以做到數(shù)據(jù)查詢,繪制水文預(yù)報(bào),洪水預(yù)報(bào)等綜合預(yù)報(bào)結(jié)果,也可以根據(jù)預(yù)報(bào)人員自己的經(jīng)驗(yàn),經(jīng)分析判斷,修改任一個(gè)模型的預(yù)報(bào)過程線.35水質(zhì)監(jiān)貝6和預(yù)報(bào)系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)主體為水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站,水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站是套以在線自動(dòng)分析儀器為楊,運(yùn)用現(xiàn)代自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù),自動(dòng)控制技術(shù),計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)監(jiān)