水库水情自动测报系统实施方案目录第1章系统简介 (4)1.1 系统介绍 (4)1.2 系统构架 (4)1.2.1 现场部分 (5)1.2.2 中心工作站 (6)1. 3 预报系统模型及分析方法选择 (6)第2章系统功能和性能 (8)2.1系统功能 (8)2.1.1采集功能 (8)2.1.2存储功能 (8)2.1.3数据通讯功能 (9)2.1.4管理功能 (9)2.1.5自检功能 (9)2.1.6防雷抗干扰功能 (9)2.2系统性能 (10)2.2.1先进性 (10)2.2.2可靠性 (11)2.2.3兼容性 (12)2.2.4可扩充性 (12)2.2.5易维修性 (12)2.2.6经济性 (12)第3章系统设计依据和原则 (14)3.1 系统设计 (14)3.2 系统设计依据 (14)3.3 系统设计原则 (15)第4章监测项目和测点布置 (16)第5章设备选型及安装方案 (17)5.1 监测设备选型 (17)5.1.1 水位传感器 (17)5.1.2雨量传感器 (17)5.1.3电源部分 (18)5.1.4 遥测终端RTU (20)5.1.5 避雷器 (21)5.2 监测设备安装方案 (22)5.2.1 电台的安装及调试 (22)5.2.2 雨量传感器的安装 (23)5.2.3 水位计的安装及调试 (23)5.3.4水情遥测终端的安装 (24)5.3 避雷系统 (30)第6章水情自动预报软件设计 (31)6.1 项目总体方案及实现目标 (31)6.2 总体构成及子系统 (33)6.2.1 系统总体构成 (33)6.2.2 专业功能 (37)6.3 信息输入模块 (37)6.3.1 系统结构方案 (37)6.3.2 水雨情遥测数据镜像 (38)6.3.3 水雨情数据查询修改 (38)6.3.4 气象预报信息录入 (40)6.3.5 水库基本信息查询修改 (40)6.3.6 预报参数查询修改 (41)6.3.7 工作内容及实施策略 (41)6.4 水雨情查询模块 (41)6.4.1 实时监视 (42)6.4.2 图形基本操作 (42)6.4.3 数据查询操作 (43)6.4.5 雨量图形查询 (47)6.4.6 水情图形查询 (49)6.4.7 水雨情报表查询 (50)6.4.8 工作内容及实施策略 (51)6.5 实时洪水预报模块 (52)6.5.1 系统结构方案 (52)6.5.2 自动滚动预报 (53)6.5.3 入库洪峰水位经验预报 (53)6.5.4 半分布式新安江模型预报 (54)6.5.5 河道洪水预报 (56)6.5.6 入库实时预报模型 (57)6.5.7 预报洪水分析 (58)6.5.8 预报方案评价 (58)6.5.9 工作内容及实施策略 (61)6.6 预报成果管理与输出模块 (61)6.6.1 预报结果维护 (61)6.6.2 预报成果保存与查询 (62)6.6.3 预报成果网页查询 (63)6.6.4 预报成果上传 (64)6.6.5 工作内容及实施策略 (64)第7章项目预算 (66)第1章系统简介1.1 系统介绍某水库水情自动测报系统根据设计要求，在河道两旁建设2个水位观测站、1个雨量观测点，选用已建设好的20个雨量监测站点，使用无线数传电台传输方式，与某水库管理所信息中心连接起来，完成对某水库水情的自动监测，并采用是以新安江三水源模型为基础的降雨径流自动预报为主的水情自动预报系统，供管理者决策。
建成后的系统可快速地对所辖范围内各类报汛站的水雨情信息进行传送，能够快速收集、检查、纠错，能够自动进行标准化处理，经处理后的水雨情信息能够自动转发目标地点。
本水情监测预警系统仪器设备精良，技术先进，结构简单，运行灵活，造价合理，维护方便。
系统应用先进的技术和设备，实现雨量水位自动测量、数据长期固态存储、自动进行数据传输，为各级防汛指挥部门提供准确、及时的实时雨、水情信息，为防汛调度决策和抗洪抢险、救灾指挥提供科学依据，满足某水库科学调度的需要。
建成后的水雨情自动监测系统将具备以下功能：（1）5分钟将所有报汛站的雨水情信息准确传到分中心；（2）向某水库管理所信息中心发送水情信息；（3）水情分中心远程下载端站存储的资料；（4）随时召测当时的水位信息和能按一定条件重复报送雨量信息；（5）在水雨情中心检测端站仪器工作情况和调校工作参数；（6）端站具有人工置数功能；（7）系统统一授时；（8）系统节能环保，作业稳定，安全可靠；（9）系统扩展性好。
1.2 系统构架本水情监测系统按照位置分布可分为两大部分，一是中心工作站，二是现场部分。
中心站分为智能监控终端CCU和网络设备组成。
现场部分按照功能又可细分为检测执行机构和数据终端(RTU)两部分。
检测执行机构继续分为检测部分和执行部分; 数据终端(RTU)继续分为数据输入输出模块、数据通讯部分、电源部分三个部分.(见现场部分功能结构框图)图1-1 系统总体构架图图1-2 现场部分功能结构框图1.2.1 现场部分1.2.1.1检测执行机构分为检测机构(现场仪表)和执行机构两部分。
1.现场仪表.完成监测过程的第一步,把被测降雨量、水位物理参量信号转化成电信号的过程, 转化成的电量号被数据输入输出模块采集到,在数据输入输出模块内部转化成数字信号以便进行进一步处理。
2.执行机构.完成控制过程的最后一步,根据数据输入输出模块输出的电信号执行相应的动作。
1.2.1.2数据终端(RTU)数据终端(RTU)分为数据输入输出模块、数据通讯部分、电源部分三个部分1.数据输入输出(I/O)模块：数据终端的核心部分,主要有三个功能:一是把现场仪表输入的电信号转化成数字信息,并把这些数字信息传送到监控中心的计算机中；二是把监控中心计算机发送来的控制信息转化成相应的电信号,输送到执行机构,以完成控制过程；三是数据通讯功能,完成和上位机或其它设备的数据通讯。
2.数据通讯部分：数据输入输出(I/O)模块和监控中心的数据传输通道,分有线和无线方式。
3.电源部分：为数据输入输出模块、电台、调制解调器、仪表等提供直流电源。
常用的直流电源有+5V、+12V、+13.8V、+24V几种.电台基本采用+13.8V 电源,仪表常采用+24V电源。
电源部分对整个RTU工作的稳定性有重大影响,所以必须充分做好系统电源配置分析。
1.2.2 中心工作站中心工作站的主要硬件设备有计算机、通讯主机、打印机等必需的设备.计算机用来运行监控系统软件(常称作上位机软件),即可以用PC微机,也可以用工控计算机,还可以把多台计算机组成计算机网络,实现数据共享。
通讯主台用来和监控系统的各个数据终端(RTU)进行数据通讯,它包括电源、无线调制解调器、电台、馈线、全向天线等。
此外,还有模拟屏、投影仪、多屏卡、分频卡、触摸屏等可选部件,可根据实际需要选用。
根据设计要求，系统接入无线发布平台，将监测数据发送到各管理者的移动终端。
1. 3 预报系统模型及分析方法选择本次**水库水情预报系统方案思路：以**水库降雨径流关系曲线与单位线汇流(API模型）为基础，结合新安江三水源模型理论与应用（洪水预报）对**水库的降雨径流预报进行研究与分析，建立适合当前流域特性的降雨径流与洪水预报模型及软件。
方案的主要构想：①按**水库流量分级分“断”提供不同的预报方法，根据不同断面（筱溪、柘溪）制定更加详细的不同降雨特性的降雨径流相关图表；②制作分断面的单位线汇流模型，对**水库断面的单位线进行分类整理修正，分析出符合当前流域汇流方式的各类单位线，制定3小时时段单位线，新分析出的单位线应对降雨的主要区域划分具有明确的可判断性；③入库洪水的传播应以紫平铺水库下泄流量考虑梯级电站对洪水演进的影响与库区的汇流进行按不同的洪水传播时间进行组合预报入库流量；④按旬分析得出流域的产流系数；⑤建立符合流域气象预报模式的降雨径流预报软件；⑥提供符合相关标准的**水库水文资料整编模板与软件，并提出**水库历年水文资料的整编报告。
⑦分析水库流域内水库对**水库径流预报的影响，并提出考虑这样影响的预报模型。
某科技有限公司技术人员曾参与了国家水情测报规范的编制工作，参与了水情信息传输与分析处理软件的开发工作，借鉴了了南京水利水文自动研究所、长江水利委员会水文水资源研究所、中国水利科学研究院等水情信息传输与处理软件的优点，在此基础上进行了深入细致的研发工作，开发出了独具特色的水情信息传输分析软件系统，该软件系统具有功能完善、稳定可靠、界面友好、实时性好、通用性好、扩展性好等优点。
第2章系统功能和性能2.1系统功能2.1.1采集功能(1)中央控制方式：由监控主机发出命令，测控装置接收命令、完成规定的测量，测量完毕将数据暂存，并根据命令将测量数据传送至监控主机内存储；(2)自动控制方式：由各台测控装置自动按设定的时间和方式进行数据采集，并将所测数据暂存，同时传送至监控主机内存储。
(3)特殊条件下自动控制方式：在汛期或其它特殊情况下，电源和通讯完全中断,各测控装置能依靠自备电源继续进行自动化巡测，如每天巡测2次可维持运行一周，所有测值全部自动存储，等待故障修复后提取。
监测数据的采集方式有：自动测量、巡回测量、定时测量、人工测量。
采集周期根据工程要求，运行人员可在监控主机或信息管理主机上设定或修改监测周期。
监控主机对RTU传输来的原始测值自动进行数据处理，若采集的数据越限将自动报警。
（1）实时数据采集及传输：水情自动测报站实时自动采集数据并通过无线信道发送出去；（2）自适应数据采集：可现地设置RTU的监测参数起报标准；（4）具备超限报警功能和自检功能，设备定时自检，并将设备工作状态发送出去；（5）设备功耗低，采用蓄电池组和太阳能电池板浮充方式长期工作，在连续阴雨15天以上时仍能有效的工作；（6）设备能在恶劣的天气环境下和无人职守情况下正常运行，数据采集端可靠性MTBF大于10000小时。
2.1.2存储功能系统所有实测数据分三级存储：测控装置可暂存所测数据，存储容量为128KB，存满后自动覆盖；监控主机接受所有测控装置的监测数据，自动检验，对超差数据自动报警，检验后的数据存入数据库中；合格监测数据包括人工监测数据和巡视检查信息全部存入信息管理系统数据库中，可存档或进一步处理。
系统可对接收数据库的数据信息进行重新组织，自动删除接收数据库里的冗余和不合理数据、提取接收数据库里的特征数据并加以处理，使之成为能正确反映监测区域的水位、雨量等水情要素变化过程的数据。
2.1.3数据通讯功能信息中心站可对现地测控装置的远程控制功能；通过有线、光缆、电话线、微波、无线、宽带网等与上级管理部门的计算机之间通讯，实现远程监控，也可与局域网联网，实现资源共享。