水情自动测报招标技术文件

1、*水电开发有限公司*水电站水情自动测报系统技术文件O一二年十二月*水电站水情自动测报系统技术文件目录1、工程及水文概况3.2、气象3.3、水文基本资料 4.4、 *水情自动测报系统 .6.5、系统工作体制8.6、 *水情自动测报元件主要技术要求： 87、 *水情自动测报系统采集通讯系统 98、中心站服务软件要求： 12*水电站水情自动测报系统技术文件1、工程及水文概况*水电站是*河干流梯级开发规划的第一级龙头电站， 位于*河中游 距*50余km的骑龙乡，主要任务是发电、防洪。工程枢纽由高 106m的面板 堆石坝、溢洪道、泄洪洞、引水系统及电站厂房等组成，正常蓄水位467m水库总库容9520万m

2、，具有年调节性能。电站装机容量 48MWV年发电量2.13亿 kW.h。电站坝址控制集水面积1380血，占*河流域面积的66.8%。*电站工程为三等工程，主要建筑物为三级，其中面板堆石坝按二级建筑 物设计。五十年一遇设计洪水流量 2590nVs，千年一遇校核洪水流量4510riVs。*河是乌江下游左岸的一级支流，主流凤嘴江发源于金佛山北麓*永安 乡境内，自西南向东北流，经*的南城、西城、沿塘、鸣玉、骑龙、武隆县的 凤来、平桥、鸭江于涪陵市* 口汇入乌江，河长118.2km，集水面积2065km, 河道平均比降4.8 %。*河有较大支流四条，在*的新桥有龙岩江从右岸入汇；在鸣玉镇，有 龙川江从左

3、岸入汇；在合江河有鱼泉河从右岸入汇； 武隆县三河咀，有平桥河从 右岸入汇。形成不对称水系，主要支流都从右岸入汇，左岸流域面积仅占全流域 面积的20流右。流域内干流修建了小水电9处，总装机4900kW支流修建小水 电站11处，总装机1.15万kW水库8处，总库容4000万吊，上述工程的修建， 对工程水文特性影响甚微。2、气象*河流域属亚热带季风气候，受西风带系统与太平洋副热带高压交替影响，具有冬少严寒，夏天酷热，雾多湿度大，雨量丰沛的特点。域内降雨年内分配不均，410月份雨多，降水量占年降水量的85% 11月 次年3月的降水量占全年降水量的15%大暴雨集中在6、7、8三个月，一次暴 雨持续时间一

4、般为24小时左右，主雨段集中于612小时。据域内雨量站统计， 实测最大24小时暴雨量为168mm双河站1966年6年6日）。降水在地区分布上 极为不均，受金佛山暴雨区波及影响，域内半河、双河、水江降水较多。区内多 局地性暴雨，从实测资料分析，暴雨中心不固定，但其量级在面上往往较为突出， 如1999年8月20日*雨量站12小时连续降水72.7mm但在同期与之相邻的 桥塘雨量站和水江雨量仅为 22.5mm和6.3mm相差甚远。一般一次降雨笼罩全 流域的机会较少。据离工程最近的*气象台实测资料统计：多年平均气温 16.5 C,极端最 高气温39.8 C （1972年8月26日），极端最低气温-5.3

5、 C （1975年12月27日）； 多年平均年降水量 1180.3mm 最多年降水量为 1448.7mm （1973年），最少年降 水量为848.1mm（ 1960年）；多年平均相对湿度 81% 历年平均风速0.9m/s，最 大风速10m/s，相应风向NV（ 1981年5月10日）；多年平均雾日28.9天；多年 平均蒸发量1163.4mm无霜期356天；多年平均日照52天。3、目前*水情测报系统基本情况*河流域*大坝坝址以上集水面积1380km：鸣玉水文站以上区域集水 面积918km;桥塘水文站以上区域集水面积 215km;未控区间集水面积247knt3.1鸣玉水文站鸣玉水文站位于*电站上游约

6、22km处的鸣玉镇，控制流域面积918 kni ， 占全流域面积的44.5%，测验河段以上河长61.2km，占全河长的52.5%。该站于 1974年1月1日由四川省水利局水文总站设立并开始观测，基本断面于1975年5月15日上迁30m测验河段顺直，长约 360m两岸为砂石、页岩，上复砂壤 土，暴雨时由山洪塌方现象。河底为沙卵石。基本水尺下游120m处为小水电站五孔连拱坝，并有2个引水渠。鸣玉水文站主要采集水位、流量、雨量数据。3.2桥塘水文站桥塘水文站位于*石墙镇白鹤村，是*电站新建水文站，该站1999年 5月5日动工兴建，同年6月15日经专项验收合格后投用。控制流域面积215km, 占全流域

7、面积的10.4%。桥塘水文站主要采集水位、流量、雨量数据。3.3目前水情测报系统*电站水情测报系统是在流域范围内建立了1个中心站、2个水文站、7个雨量站、1个大坝水位站，水文站雨量站负责采集流域上各测站的实时水情数 据，中心站则负责收集这些数据，然后经过分析计算，作出未来水情的预测，并 反馈给决策部门。正常洪水预见期为6h，相应的洪水径流过程预报精度可达到85%测站向中心站传递数据的方式：水文站、雨量站采用网络和电话结合的方式。 通过实测各站降雨及鸣玉站、桥塘站的流量，同时采用新安江模型、水箱模 型和传统的降雨径流预报方法预报坝前水位和入库流量。流域蒸发能力均采用*气象站1961年1990年的

8、观测的水面蒸发资料, 取5月10月历年各月平均值。改正系数 K根据水量平衡原则加以调整。流域面平均雨量采用各雨量站资料按泰森多边形法计算。地面和壤中流的汇流均采用经验单位线。 地面单位线由实测地面径流分析的 单位线经入库流量由鸣玉、桥塘流量与预报未控区间的流量简单相加而成， 入库流量 预报采取连续滚动作业预报，调洪演算以水量平衡原理为依据，在入库流量预报 的基础上采用静态库容分时段进行连续演算。3.4目前水情测报站网布设*电站水情站网情况一览表站名编号实测项目位置中心站01数据收集分析反馈骑龙乡*雨量站01雨量骑龙乡鸣玉水文站02水位、流量、雨量*鸣玉镇桥塘水文站03水位、流量、雨量*石墙镇白

9、鹤村大观雨量站04雨量*大观镇双河雨量站05雨量*双河乡南极村半河雨量站06雨量*三泉镇半河水江雨量站07雨量*水江镇红山雨量站08雨量*南平镇红山村安平雨量站09雨量*沿塘乡安平镇大坝水位站10水位*骑龙乡4、*水情自动测报系统4.1设计原则系统既要满足水利部SL61-2003水文自动测报系统技术规范（以下简称 规范）的要求，又要适应长远发展的要求，符合防汛度汛、联合调度及经济运行 管理等的要求。系统在满足可靠性和性价比高的基础上，应具有高度的开放性、兼容性和可 拓展性，采用符合国际国内行业标准的设备，应用层协议等。充分借鉴国内已建水情自动测报系统建设及运行的成功经验，实现水情自动测报系统实

10、用性和先进性的最佳结合。4.2遥测站网布设方案*水情自动测报系统遥测系统拟布设半河、双河、大观、水江、红山、安 平6个遥测雨量站，鸣玉、桥塘、坝上3个遥测水位、雨量站及尾水1个遥测水 位站共10个遥测站和1个中心站。鸣玉水文站设置水位井，水位计采用浮子式 水位计，桥塘、坝上、坝下尾水没有水位井，水位计采用压力式水位计。遥测系 统通信方式采用GSh手机短信通信方式。*水情自动测报系统各站点功能见附附表：*水情自动测报系统各站点功能表站名编号水情自动测报系统各站点功能中心站01实时自动接收、传输系统范围内各遥测站的水雨情信 息，并实现水雨情数据固态存贮及查询。作出来水流量 的短、中、长期预报。*雨

11、量站01实时自动米集、传输雨量信息鸣玉水文站02实时自动米集、传输水位、流量、雨量信息桥塘水文站03实时自动米集、传输水位、流量、雨量信息大观雨量站04实时自动米集、传输雨量信息双河口雨量站05实时自动米集、传输雨量信息半河雨量站06实时自动米集、传输雨量信息水江雨量站07实时自动米集、传输雨量信息红山雨量站08实时自动米集、传输雨量信息安平雨量站09实时自动米集、传输雨量信息大坝水位站10实时自动采集、传输坝前水位信息尾水水位站11实时自动采集、传输尾水水位信息中控室实时接收*大坝水位信息4.3系统总体功能*水情自动测报系统应是采用成熟、先进的技术和设备，进行水雨情信息 采集、处理、数据管理

12、、实时预报和信息发布等的综合信息系统，其总体功能如 下：4.3.1*水电站水情自动测报系统需实现雨、水情数据实时自动采集、传 输、处理、存储功能，并完成水情信息发布与共享，根据流域水情信息，作出来 水流量的短、中、长期预报。能实现水雨情数据固态存贮及现场和远地查询。4.3.2遥测站是水情自动测报系统的重要组成部分，遥测站由遥测传感器（雨量计、水位计）、通信设备（GSM莫块）、水文遥测仪、太阳能光板、蓄电池组等组成（或者由其它先进产品代替，但要保证系统稳定可靠运行）。本系统遥测站主要有遥测雨量站、遥测水文站。遥测雨量站主要采集测站的雨量变化，反映流域内雨情的时空分布；遥测水文站主要采集测站水位（

13、雨量、流量）的实时 信息，反映测站采集参数的动态变化；遥测站自动采集降雨量和水位、 流量变化 量，并进行信道编码和信号调制，自动发送实时采集的雨、水情信息。4.3.3*电站中控室能实时接收显示*大坝水位信息；中心站是水情自 动测报系统的中枢，负责接收、处理、存储数据信息，并作出洪水预报，为洪水 调度提供决策依据；中心站能存储工程基本情况、流域特性及历史资料等各类数 据、文件和图表；随时接收系统内各遥测站发送的雨、水情信息，并能对数据进 行合理性检查、检错、纠错、分类、存储、建立数据库和形成水文统计报表等， 同时具有检索、查询等功能；能实时显示流域内水、雨情变化；对水、雨情要素 越限信息监测、报

14、警；对系统设备故障监测、报警；完成洪水预报；显示、打印 各类文件图表及各项水文参数的实况分布图和变化过程；能将实时水情信息通过 远程传输系统及时提供给有关部门。4.3.4系统可长期的特别是在暴雨、洪水等恶劣天气条件下能可靠稳定的工 作，系统设备的可靠性达到设计要求。系统中各设备符合结构简单可靠并低功耗 的原则，有防雷措施，遥测站要在无人值守有人看护的条件下工作。435遥测站能在环境温度-10C 45 C及相对湿度小于 95%勺条件下工 作，通信线路畅通率大于90%4.3.6遥测站能自动采集实时水情数据并自动定时将水情数据发送至中心站，数据精度满足水文自动测报系统技术规范要求。4.3.7中心站后

15、台微机实时接收水情数据，并对这些数据进行检索、修改、显示、打印。当电网断电时，数据处理设备仍能连续工作12小时以上。4.3.8人工置数自动传输。对于流量，人工观测水位及其它参数，采用人工 置数方式将以上数据自动传输至中心站。4.3.9数据处理和水情预报作业。自动接收来自不同通信信道的水情信息， 经处理后存入数据库，为电站水情预报提供及时、准确、可靠的水情信息。4.3.10报警功能。中心站具有水情要素越限、电源欠压等报警功能。4.3.11设备监控功能。中心站具有远程监控遥测站监控设备的功能。4.3.12中心站的水情信息综合开发与利用功能。*水情自动测报系统的 数据要能方便的应用于水文资料整编系统

16、。5、系统工作体制*水情自动测报系统工作体制主要采用自报式工作体制（兼定时和增量两种模式），定时报的时间间隔和增量报的阈值可任意设置。&*水情自动测报系统元件主要技术要求6.1水位计传感器用于感测天然水体水位的变化，同时通过轴角编码器将水 位模拟量转换为数字信息量，以满足信息传输、处理、记录和显示的需要。测量范围：70m分辨力：1cm最大水位变率：100cmmi n准确度：10m量程时，w 0.2%FS 10m量程时，w 0.3 %FS绝对误差岂2cm的概率_956.2雨量计技术指标如下：分辨力：0.1mm测量准确度： 4%相对误差辽_3 实测值（以自身排水量为真值）6.3 GSM模块使用方便

17、、灵活、可靠 标准的AT命令界面并支持远程配置符合 ETSI GSM Phase 2+标准数据终端永远在线支持A5/1 &A5/5加密算法极好的低温和高温工作性能6.4中控室服务器主要功能CPU四核处理器内存：2GB硬盘：500G光驱：CD-ROM网卡：10/100M显示器：25英寸液晶6.5中心站监控设备主要功能：CPU四核处理器内存：2G硬盘：500G驱动器：50倍速CD-ROM网卡：10/100M显示器：21英寸液晶7、*水情自动测报系统数据采集通讯系统7.1主要功能7.1.1降雨每发生0.1mm的增量，遥测终端即自动采集（计数）并将雨量累 计值发送出去，并且有合理雨强判断功能。7.1.

18、2定时查询水位变化，当水位发生1cm以上的变量，遥测终端即自动采 集并将实时水位值发送出去。7.1.3为防止水位波动太大造成遥测终端发射过于频繁，遥测水位具有限时发送功能，即：在一次水位发送之后的一定时间间隔之内，即使水位变幅超过 1cm也不发送，只有超过一定时间间隔以后的水位变化，遥测终端才发送。7.1.4遥测站具有定时自报功能，当长时间（时间间隔可设置）没有参数变 化时，遥测站将自动启动报数一次（定时参数可设置）。7.1.5完善的WATCHD功能氐7.1.6可现场设置站址、水文参数、人工置数等操作设定功能。7.1.7遥测站采用蓄电池供电太阳能电池浮充的供电方式，电池容量满足连续90天以阴雨

19、天气条件的电量需要。7.2自报式遥测终端：7.2.1功耗极低。作为水利行业设计的遥测终端，具有极低的静态值守电流 和工作电流。在值守状态时，其电流为 1603 ;在进行系统查询工作时，其电流 为20mA而这种工作方式在工作密度最大时仅为每分钟工作0.5秒；在人工操作时，由于打开显示，其工作电流为 60mA而这种工作方式在人工操作停止 10 秒后即自动转为静态值守工作方式。7.2.2结构简洁。采用ALL-IN-ONE结构，所有集成电路都集中布于一块印 刷电路板上，这比采用总线结构的测站设备具有更高的可靠性和可维护性。7.2.3工作方式：以中断和定时查询、实时发射的纯自报方式工作的。平时 遥测终端

20、处于静态值守状态（即休眠状态），当发生中断或在可设定的时间间隔 到来时，遥测终端对所测参数进行检测，当发现所测参数发生的变化超过预期的 最小变化量时，在符合系统规定的发射条件下，遥测终端立即将所测参数进行编 码发出；当有键盘操作发生时，即刻进入键盘操作状态，而这种状态在人工操作 停止10秒后即自动转为静态值守状态。7.2.4多种站型选择功能：既可以作为超短波测站又可以当作再生中继站使 用。7.2.5具有良好的人机界面。该设备配有一个液晶显示屏，全汉字显示，可 以方便地显示系统的十几种内外部参数。 仅用一个三键键盘，就可以实现功能切 换、人工实时发送被测参数以及人工置数的能力， 进行的现场修改和

21、设定系统的 用户参数，比如站号、站型、工作方式、校时等。726工作环境要求：对工作环境的要求较低。在温度 -20 C+55 C和相对 湿度095%寸均能正常工作。7.2.7超强扩展能力。具有很强的扩展能力，仅需增加一个专用插座，就可 以同时接有一路开关量（雨量）和二路12位的并行信号，该特性可以用来同时采集上下游水位或进行群闸闸位的采集，可接入雨量、浮子式水位计、压力式水 位计、气泡式水位计等多种一次传感器。还有3个外接串口，可连接超短波电台、 有线Modem卫星小站、GSM手机模块，并可设成一个主信道工作，另有一备用 信道准备状态。7.2.8调制方式：采用软件调制，与采用硬件调制的遥测终端相

22、比，遥测终 端具有更好的频率稳定性。同时减少了硬件，提高了设备的可靠性。7.2.9防雷设计：所有信号输入端均采用了光电隔离技术，降低了雷电对设 备破坏的可能性。7.2.10自带固态存储器，容量为8M可储存一个水文年的水文资料。存储 的水文数据可远程下载，也可用便携式电脑现场下载。数据格式应符合水文整编 规范要求。7.2.11具有电池欠压（低于12V时）告警功能。7.2.12具有掉电数据保护功能。7.2.13具有实时时钟功能，可自动校时或人工校时。7.3工作性能如下：7.3.1遥测参数：雨量、水位、流量7.3.2数据范围：雨量 0 9999mm水位0 70m传输速率：300BPS7.3.3静态电

23、流：160卩A7.3.4工作电流：60mA（不含电台工作电流）7.3.5编码格式：信源编码 BCD码信道编码BCH码7.3.6工作环境：温度范围-20 C +55 C相对湿度 95%不凝结7.4主要技术指标：7.4.1工作体制：自报/应答兼容式7.4.2传输速率：300-9600波特率之间可选7.4.3工作频段：230MHz7.4.4 可靠性： MTBF 100000小时7.4.5供电保证周期：采用太阳能浮充蓄电池的供电方式，可保证全年不间 断工作。8、中心站服务软件要求8.1遥测数据接收软件米集雨量、水位等水情信息的整编、编码、检错 /纠错、修改。显示雨量棒 图、水位/流量过程线、时段雨量、

24、时段水位/流量的统计、动态显示流域雨量强 度及分布、数据查补、历史数据检索查询、人工输入数据等处理功能、遥测站设 置、故障监视与报警、系统畅通率统计及各种组合查询。8.2数据库管理软件数据采集：采集数据接收工控机上的遥测水位、 雨量数据，雨量数据整理成 整点数据，水位数据根据水位流量关系换算成流量数据； 采集其他已通网络的数 据，如机组出力、闸门开度等数据。数据录入：对于无法采集的数据，如尚未开通网络的机组数据、闸门数据等， 需要人工录入；对于采集出错的数据如水位等数据进行修改、 删除等。具有对数 据记录进行增加、删除、修改的功能。数据查询：根据输入选择的查询条件对数据库记录进行查询显示。数据

25、导入导出：可以将数据库中的数据表记录导出到ACES敎据库、EXCEL电子文档、TXT文本文件等，也可以将同格式的上述文件导入到数据库中。数据 库能方便的导入SHDP2.0版水文资料整编系统。数据库管理：包括数据库备份、恢复等功能。用户管理：建立不同权限的用户，对数据库操作赋予不同的权限。8.3图形显示软件流域水雨情图：以*水库流域图为基图，标注各遥测站点位置和性质，实 时反映各遥测点雨量、水位等要素的变化情况和有关关键控制点的流量变化情 况。雨量等值线图：以水电厂水库流域图为基图，标注各遥测站点位置和性质， 反映某一段时间内的流域雨量分布情况，以不同刻度雨量线平滑拟合形成等雨量 线图。大坝防洪

26、图：以水电厂大坝纵向剖面图为基图，标注各种防洪参数和要求， 实时反映坝上、坝下水位变化和入、出库流量变化情况。实时运行过程线：实时反映水电厂水库上、下游水位变化情况，入库流量、 出库流量、泄洪流量变化情况以及水电厂发电出力变化情况。预报及分析曲线：实时反映水电厂水库来水预报过程（每小时一个点，至少 24个点），进行预报值与实际值的比较和分析。时段分析过程线：对雨量、水位、流量、发电出力等要素进行时段分析和比 较，时段可取年、月、旬、日或大于采集时间间隔的任意时段。水库调度特征图表：包括水文水能特征表、水位库容曲线、NQHI系曲线、下游流量水位关系曲线、逐月或逐旬水库多年来水均值、水库调度图等。8.4水务管理软件包括时段报表、日报表、旬报表、月报表、年报表等。指标包括时段初水位 及库容、最高水位及发生时间、流域平均降雨量、平均入库流量、最大入库流量 及发生时间、平均出库流量、最大出库流量及发生时间、弃水量、发电量、最大 出力及发生时段、最小出力及发生时段、发电负荷率、调峰弃水损失电量。报表格式及内容可以根据要求变化和补充。8.5资料整编软件按照水文资料整编要求对水位、雨量、流