1 概述

　　八大嶺水庫位于濟(jì)南市歷城區(qū)高而鄉(xiāng)的南高村北，孫家崖村東南的玉符河支流錦云川中游處，流域面積26平方公里。 自1958年5月竣工后，雖經(jīng)多次加固維修維護(hù)，但是仍存在病險(xiǎn)。該水庫壩型為均質(zhì)土壩，經(jīng)1992年普查核算，總庫容為241萬立方米，其中興利庫容128萬立方米，僅能達(dá)到30年一遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。按500年一遇校核洪水計(jì)算其水位為256.6米，壩頂尚不夠高。經(jīng)2002年水庫大壩壩體病害工程物探探測報(bào)告：八大嶺水庫大壩壩體存在一處滲漏區(qū)，三處壩體松軟區(qū)，壩基存在四處基巖裂隙發(fā)育帶。故該水庫為險(xiǎn)庫，且下游有村莊30余個(gè)，人口1.3萬余人，所以特別需要加強(qiáng)對水庫水情水位的適時(shí)監(jiān)測。對此，我局在該水庫安裝了水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)。

2 八大嶺水庫水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

　　八大嶺水庫已建成了監(jiān)測樞紐關(guān)鍵部位水位變化的水庫水位遙測系統(tǒng)，為該水庫安全調(diào)度、防汛抗洪、高效運(yùn)行提供了有力保障。

2.1水情遙測系統(tǒng)

（1）主要任務(wù)及設(shè)備選型

　　該系統(tǒng)主要任務(wù)是對八大嶺水庫的水情進(jìn)行自動(dòng)測報(bào)，滿足歷城區(qū)防汛決策的預(yù)報(bào)要求。由于八大嶺水庫地處濟(jì)南市的南部山區(qū)，山勢較高，交通不便，因而對自動(dòng)遙測系統(tǒng)遙測站的可靠性提出了很高的要求。為此經(jīng)多方考查，并對國內(nèi)外同類設(shè)備反復(fù)對比，選定太原理工天成科技股份有限公司研制的感應(yīng)式數(shù)字液位測報(bào)系統(tǒng)，于2003年4月開始安裝，2003年7月投入運(yùn)行。

（2）系統(tǒng)通信組網(wǎng)

　　經(jīng)過對近壩區(qū)雨洪特性和大壩結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析測試，最終確定了近壩區(qū)終端系統(tǒng)設(shè)在離大壩較近的水庫東側(cè)山體旁邊。系統(tǒng)工作體制采用自報(bào)式工作體制，遙測站的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)街行恼�，如下圖：

2.2系統(tǒng)設(shè)備配置及功能

　　系統(tǒng)遙測站終端設(shè)備包括傳感器、發(fā)射機(jī)、調(diào)制器、終端機(jī)、接口設(shè)備、天線和電源（電源均采用蓄電池和太陽能電池浮充供電）等。中心站設(shè)備包括天線、接收設(shè)備、調(diào)制解調(diào)設(shè)備、前置處理機(jī)、計(jì)算機(jī)等。感應(yīng)式數(shù)字液位測報(bào)系統(tǒng)由太原理工天成科技股份有限公司研制，具有九十年代國際領(lǐng)先水平，榮獲2000年度國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。

　　該系統(tǒng)以“感應(yīng)式數(shù)字液位傳感器”為主要測量設(shè)備，配合二次儀表，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、顯示、報(bào)警及遠(yuǎn)程通訊等。

　　“感應(yīng)式數(shù)字水位傳感器”是國家重點(diǎn)工程技術(shù)的攻關(guān)項(xiàng)目成果，它脫離了傳統(tǒng)技術(shù)思路，運(yùn)用了仿神經(jīng)理論的新思想，技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了數(shù)字式直接取樣，快速采集，其主要性能特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)如下：

• 測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。該技術(shù)采用了數(shù)字式直接取樣檢測的方式，與傳統(tǒng)的模擬量檢測方式比較，驅(qū)除了模糊量，回避了信號漂移，解決了穩(wěn)定、可靠的問題。
• 抗干擾能力強(qiáng)，遠(yuǎn)傳性能好。接口類型多，有RS232、RS485、格雷碼、控制輸出端子等，可以和衛(wèi)星、無線數(shù)傳電臺、MODEM、GSM MODEM等相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。
• 適應(yīng)性強(qiáng)。不受強(qiáng)水流和其它環(huán)境的影響。
• 傳感器組合靈活。傳感器為矩形棒式，端面為40×38毫米，測體基本長度分為0.4m、0.8m、1.2m、1.6m四種規(guī)格。實(shí)際使用中可在基本長度下組合。
• 傳感器引線為四線制。其中兩線為激勵(lì)電源，兩線為CAN總線信號輸出線，直流供電電壓為12V。
• 信號分辨率為1.0㎝。為了區(qū)分零水位和信號線中斷，在傳感器設(shè)計(jì)中安排了零水位信號，可實(shí)現(xiàn)傳感器信號線斷線和故障報(bào)警。
• 防水、防腐。傳感器全部由防水絕緣材料灌注，殼體為不銹鋼材質(zhì)，耐氧化、抗腐蝕，經(jīng)久耐用。
• 安裝簡便。傳感器可懸空直立垂直吊裝，也可按不同場合進(jìn)行貼壁安裝。
• 傳感器環(huán)境適應(yīng)溫度：-20℃～50℃。

　　由于采用了數(shù)字化采樣和智能化的信息處理方法，該傳感器有著良好的抗干擾和環(huán)境適應(yīng)能力。遙測站邏輯板連同電臺和蓄電池放入封閉的接受器盒內(nèi)，使設(shè)備在野外安裝后具有良好的抗干擾、防雷擊和全天侯工作性能。

　　系統(tǒng)中心站由接收機(jī)、解碼器和一臺高性能的計(jì)算機(jī)組成，實(shí)時(shí)接收遙測站信息，并實(shí)時(shí)寫入本機(jī)數(shù)據(jù)庫，經(jīng)擴(kuò)充后還可以寫入局域網(wǎng)服務(wù)器內(nèi)，從而使中心站網(wǎng)絡(luò)中所有計(jì)算機(jī)都可以共享數(shù)據(jù)。中心站軟件為全中文界面的應(yīng)用程序，包含數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、前臺數(shù)據(jù)庫管理和圖形等功能。

2.3八大嶺水庫水情水位實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)

　　八大嶺水庫設(shè)計(jì)蓄水位是250.23m，考慮到洪水預(yù)報(bào)、泄水建筑物泄流曲線、閘門開度和調(diào)度誤差，水庫在近期正常運(yùn)行條件下，實(shí)際運(yùn)行庫水位允許變化幅度不大。因此，對八大嶺水庫實(shí)時(shí)監(jiān)測庫水位變化過程就顯得十分重要。為實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)離觀測現(xiàn)場的地方隨時(shí)掌握庫水位變化，歷城區(qū)水務(wù)局與山大魯能信息科技有限公司合作，采用太原理工天成科技股份有限公司研制感應(yīng)式數(shù)字液位測報(bào)系統(tǒng)建成八大嶺水庫水情水位自動(dòng)遙測系統(tǒng)，并投入使用。

　　該系統(tǒng)采用了感應(yīng)式數(shù)字液位水位計(jì)、單片機(jī)采樣發(fā)送、通過GSM網(wǎng)絡(luò)無線傳輸和計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)接收處理等技術(shù)，能在歷城區(qū)防汛調(diào)度值班室計(jì)算機(jī)屏幕與防汛指揮大屏幕上顯示當(dāng)前水庫水位及歷史水位過程曲線，同時(shí)，把采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)錄入后臺數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)啟動(dòng)后，當(dāng)水位變化幅度大于1cm時(shí)會通過串行口發(fā)送數(shù)據(jù)。為提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕�系統(tǒng)采用了區(qū)分零水位和信號線中斷，在傳感器設(shè)計(jì)中安排了零水位信號，可實(shí)現(xiàn)傳感器信號線斷線和故障報(bào)警。

3 結(jié)語

　　整套系統(tǒng)具有可靠性高，圖形清晰直觀，分辨率高，讀識方便，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)。目前我局安裝的水情水位自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)已經(jīng)過考驗(yàn)，可為水庫防洪調(diào)度決策提供及時(shí)、準(zhǔn)確的科學(xué)依據(jù)。今后，隨著建設(shè)的不斷進(jìn)展和水情測報(bào)系統(tǒng)的完善，感應(yīng)式數(shù)字水位傳感器水情測報(bào)系統(tǒng)將極大地增強(qiáng)我區(qū)防汛辦公室對各水庫水情的監(jiān)測能力，為領(lǐng)導(dǎo)的決策提供科學(xué)依據(jù)，為防洪度汛、興利除害發(fā)揮出更大的作用。