三峡工程明渠截流中的水位自动测报系统.doc

1 三峡工程明渠截流中的水位自动测报系统摘要: 简述了三峡水位自动测报系统的结构设计、设备选型、测控软件编制、安装、比测, 以及在三峡工程明渠截流中的应用。关键词:水位监测自动测报明渠截流三峡工程 1、前言三峡工程明渠截流的技术难度、截流力度空前巨大。作为明渠截流河段的动态河势监测、水力学要素等重要参数监测的水文监测工作, 水位监测又是水文监测最基本、最重要的监测项目之一 0。水位自动测报已在水文测报中普遍运用,但作为三峡 2 工程明渠截流中有着特定条件、特殊要求的阶段性水位监测服务的水位自动测报系统,既要求功能完善、精确可靠,又要求操作简便、有统一美观的计算机操作界面, 同时还要考虑其经济性。因此, 系统结构形式的设计、设备的选型、软件的编制、设备传感器的安装位置与安装方式等都成为组建系统的关键因素。图1 水位自动测报站布设示意图 2、三峡水位自动测报系统的结构形式设计 系统结构三峡水位自动测报系统是由三峡水情中心和多个水位自动测报站组成。根据截流的需要, 共布设了 6 个水位自动测报站、 1 个水情中心、 2 个水位信息接收站。系统结构及水情信息流程见图 2。 明渠截流河段水位自动测报站的布设根据系统功能及设计要求, 各水位自动测报站布设见图 1。 3 截流河段各水位自动测报站间的关系及主要功能为监测截流河段各部位的水位落差,在截流河段的茅坪(一) 水位站至三斗坪水位站间建设了6 个自动测报水位站, 各站的相互关系及其功能见表 1。表1 截流河段水位站相互关系及其功能表相关水位自动测报站主要功能茅坪(一)站 4 三斗坪站截流河段总落差监测茅坪(一)站 S10 站上龙口落差监测 S10 站三斗坪站 5 下龙口落差监测 S10 站 SW07 站基坑横比降监测泄洪闸上站泄洪闸下站 6 分流河段落差监测 系统采用的技术标准国家标准《水位观测标准》 GBJ138-90 行业标准《水文自动测报系统规范》 SL61-94 长江委水文局《水文测、整、报质量评定标准》 3、设备的选型该系统从原形观测数据采样、数据处理、数据传输通信模式、测站及中心的设备等都是通过精心设计和选择,系统及所有设备都具有兼容性、可扩充性。 水位自记仪根椐三峡坝区的地形及环境条件、水流条件,以及根据水位自记仪的适应性能及便于仪器安装、维护和迁移的特点,所有水位仪器设备全部选用压阻式水位自记仪。 7 水位计测量原理是:被测水位在固定(高程、位置) 的压力传感器感压膜片上形成相应的水压强, 由压力传感器的感压膜片感生出相应电压,经传感器内部的 V/A 变送器, 压力传感器中同时测出水温并自动补偿,输出不受水温、大气压强等因素影响的4— 20mA 的水位模拟信号,由双芯屏蔽电缆连接到水位仪输入端,经 A/D 转换, 单片机进行去伪、除波等处理得出所测的水位。再进行显示、存储、传输等。工作原理框图如图 3。图2 三峡水位自动测报系统设备构成及水情信息流程框图水位仪主要功能:能定时自动测量( 5~ 60 分钟可设) 、自动定时发报、固态存储、显示、键盘操作、时间、水位、测量间隔、数字电台电源控制及发报段次等参数的修改、控制中心遥控、水位查询和传输等。 8 表2 压阻式水位仪主要技术指标水位分辨力 1cm 精度等级 级电源电压 9 DC (12+12)V ,低功耗传感器 12V 量程 0~ 20m ,0~ 40m 固态存储容量 32K 适应最大水位变率 10 ≥ 60cm/min 计时误差≤ 2min/month 工作环境温度-5℃~ 50℃压力传感器选用中美麦克传感器有限公司和先行测控系统有限公司的产品。 数据传输无线电台