電子論文-灌區(qū)量水設(shè)施自動化管理系統(tǒng)及其應(yīng)用_圖文

1、灌區(qū)量水設(shè)施自動化管理系統(tǒng)及其應(yīng)用徐文軍1,鄭雷2(1.浙江大禹建設(shè)有限公司,浙江金華321017;2.金華市安地渠道管理所,浙江金華321017摘要:以浙江省金華市安地水庫灌區(qū)為例,論證和介紹利用超短波無線通信和計算機(jī)組成灌區(qū)量水設(shè)施自動化管理系統(tǒng)的理論依據(jù)和內(nèi)部結(jié)構(gòu),并闡釋了利用這一系統(tǒng)對灌區(qū)水位、流量、水量進(jìn)行自動精確計量,對灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水進(jìn)行科學(xué)調(diào)度和優(yōu)化配水,從而提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平,提高水資源利用率,推動灌區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的功能和效果,充分體現(xiàn)了現(xiàn)代電子技術(shù)和信息技術(shù)對水利事業(yè)發(fā)展作出的貢獻(xiàn).關(guān)鍵詞:灌區(qū);量水設(shè)施自動化;水情遙測中圖分類號:TV697文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:100

2、8-536X(200804-0014-003Au t o m a ti on Ad m i n i s trati on Sys t e m of F l ow Control Fac iliti es i n Irri ga t ed A reasXU W en-jun,ZH EN L e i(1.Zh e jia ng D a yu C ons tru ct ion C orp.,J inhu a321017,C h in a;2.Zhe jia ng A n d i C ha nne l M a na gem en t,J inhu a321017,C h inaAb s tra c t

3、:Th e theoret ica l sou rce an d the in te rna l s tru ctu re o f au tom a tion a dm in is t ra t ion sy s temo f flow con tro l fa cilit ies in irrig a ted a rea by w ireles s com m un ica t ion a nd com p u ter a re dem on s tra ted in th is es sa y ba sed on the ca se o f A n d i R ese rv o ir Ir

4、r iga ted A rea in J inhua, Zhe jia ng.R elea s ing an a ccu ra te com pu ta t ion on w a te r lev e l,flowra te a nd w a te r v o lum e in the irr iga ted a rea,the sy s temis o f bene fit to the im p rovem en t o f adm in is tra t ion an d a v a ila b ility in ru ra l w a ter supp ly ing a nd d is

5、p a tch ing to a scien t ific and op t i m iz ing ex ten t.K e y w ord s:irrig a ted a rea;flowcon t ro l fa cility;a u tom a t ion adm in is tra t ion;rem o te m on itor in g o f th e flow0引言1系統(tǒng)概況安地水庫灌區(qū)多年來均為人工測量水位,通過經(jīng)驗公式來計算過水量,為符合習(xí)慣本系統(tǒng)大部分測點收稿日期:2008-09-10作者簡介:徐文軍(1969-,男,浙江金華人,工程師.從事水利水電工程設(shè)計、施工與管理.

6、采用水位計,測得水位后,利用經(jīng)驗公式結(jié)合流量計標(biāo)定綜合確定流量,然后再計算水量.灌區(qū)部分測點采用渾水流量計,直接測定該斷面的流量,然后再計算水量1.根據(jù)灌區(qū)渠道分布的實際情況和管理規(guī)劃要求,系統(tǒng)分為1個中心站,5個遙測站(1個雙水位雨量站, 1個水位站,1個水位雨量站,1個水位流量站,1個水位流量雨量站,共計11個測點(見圖1.1.1系統(tǒng)通信組網(wǎng)中心站設(shè)在安地渠道管理所,是整個灌區(qū)配水、調(diào)度和監(jiān)測中心.遙測站分布在渠道干渠的各個控制點,負(fù)責(zé)將水位、流量和雨量數(shù)據(jù)發(fā)送到中心站.系統(tǒng)設(shè)計采用超短波通訊電臺2組成通信網(wǎng)絡(luò),在國家無線電委員會規(guī)定的水情測報專用頻段(224.25H z、231.25 H

7、 z內(nèi)工作,無線電波信號穩(wěn)定,抗干擾強(qiáng),完全滿足了水情遙測的需要.1.2系統(tǒng)主要功能和特點:金華安地灌區(qū)量水設(shè)施自動化管理系統(tǒng)有以下主要功能和特點:(1測站能自動實時采集、發(fā)送水位、流量和雨量第20卷第4期浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報V ol.20N o.4 2008年12月J.Zh ejian g W a t.C on s&H yd r.C ollege D ec.2008 圖1 系統(tǒng)站點分布圖數(shù)據(jù);(2中心站能實時接收上報的數(shù)據(jù),并進(jìn)行存儲、顯示、打印及數(shù)據(jù)處理;(3中心站能根據(jù)遙測站傳來的數(shù)據(jù),即使判斷看是否符合配水要求,如不符合則立即報警;(4遙測站一般都在野外無人值守,能在任何氣

8、候條件下全天侯工作,保持了資料的連續(xù)性.2 系統(tǒng)硬件配置2.1 中心站設(shè)備遙測站主要包括數(shù)傳儀、蓄電池、太陽能板、定向天線、同軸避雷器、水位計、流量計和雨量計等,見圖3.數(shù)傳儀負(fù)責(zé)將采集的水位、流量、雨量數(shù)據(jù)發(fā)送到中心站;而遙測站一般都在野外,不易有電源供電,太陽能板和蓄電池負(fù)責(zé)為其供電;在天線上安裝同軸避雷器3,可以有效的避免雷電將硬件損壞.水位計采用的是W FH-2型機(jī)械水位計,可以自動記錄水位,比較適合在野外使用 ;流量計采用的是圖2 中心站設(shè)備構(gòu)成圖圖3 遙測站設(shè)備構(gòu)成圖LBX -T 型渾水流量計,比較適合明渠流量的測量;雨量計采用改進(jìn)型雙翻斗式雨量計.第4期徐文軍等:灌區(qū)量水設(shè)施自動

9、化管理系統(tǒng)及其應(yīng)用153系統(tǒng)軟件設(shè)計本軟件基于W in2000P ro操作系統(tǒng)平臺,采用V B6.0軟件開發(fā)平臺,使用M icroso ft公司的A ccess2000數(shù)據(jù)庫4,具有開發(fā)周期短,易于維護(hù)及操作靈活等特點.整個軟件主要由數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)處理及輔助功能三大模塊構(gòu)成.3.1數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊的編程與硬件的組成和無線通訊協(xié)議密切相關(guān),本系統(tǒng)使用水文上常用數(shù)據(jù)編碼格式:水位A3A3,流量C5C5,雨量F2F2(格式為:引導(dǎo)碼站號水位、流量或雨量數(shù)據(jù)校驗碼.編程方面,模塊利用VB6.0的M SC om m控件的O nC om m事件來自動偵測接受數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中有無數(shù)據(jù)來報,當(dāng)檢測到一幀數(shù)

10、據(jù)的引導(dǎo)碼(即A3A3、C5C5或F2F2,則將串口數(shù)據(jù)依次讀入,經(jīng)過B CH校驗無誤后,把BCD碼還原成真實的水位、流量和雨量數(shù)據(jù),并存入數(shù)據(jù)庫以備調(diào)用.3.2數(shù)據(jù)處理模塊數(shù)據(jù)處理模塊是將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分類、查詢,以報表的方式顯示給用戶.根據(jù)灌區(qū)的實際要求,本系統(tǒng)提供了雨量的日、月、年報,各干口日報表,日供水量累計表,日供水量測報表,各干口供水情況統(tǒng)計表,水量平衡表,輪供水量統(tǒng)計表,年水費計征表.3.3輔助功能模塊輔助功能模塊提供了水位報警、顯示實時水情、各站點數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、灌區(qū)介紹等功能.(1報警系統(tǒng)由于灌區(qū)水資源比較缺乏,灌區(qū)放水時水位也一直比較恒定,為防止有人偷水或避免放水

11、不足,在報警系統(tǒng)里設(shè)置了高低兩個報警水位,并可讓用戶自行設(shè)定放水時的恒定水位、高報警水位和低報警水位,一旦不符合要求,即刻發(fā)出報警音,并在圖形上以不同的顏色來表示.(2實時水情將各個測點的最新數(shù)據(jù)實時顯示,并統(tǒng)計當(dāng)天各站點的來報次數(shù)和軟件運(yùn)行期間總來報次數(shù),計算最新來報時間和現(xiàn)時間差,看是否超過測站定時發(fā)報的時間(一般為4個小時,如超過,則提醒檢查測站.(3各站點數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測顯示該測站的照片,實時水位、流量和當(dāng)日累計雨量,并給出該測點的性質(zhì)、站號、管理員姓名和聯(lián)系電話等測站信息.(4灌區(qū)介紹將展示灌區(qū)的概述、系統(tǒng)組網(wǎng)圖、系統(tǒng)流程圖、灌區(qū)的主要渠道照片、水位井、數(shù)傳儀照片及灌區(qū)水庫的風(fēng)光圖等,

12、以方便領(lǐng)導(dǎo)參觀時,便于講解.4系統(tǒng)應(yīng)用4.1水情自動測報安地水庫灌區(qū)的遙測站每5m in檢測一次水位,若水位無變化(即變化小于1c m,每4個小時向中心站發(fā)數(shù),若有變化,則立即發(fā)數(shù);雨量計每降雨1m m,向中心站發(fā)數(shù);流量計根據(jù)設(shè)定的流量系數(shù),每過一定量的水(流量系數(shù)×1000時,向中心站發(fā)數(shù).中心站收到遙測站的數(shù)據(jù)后,若為水位則根據(jù)明渠均勻流謝才公式5求得流量,再乘以時間求得過水量,若為水量數(shù)據(jù),則除以相應(yīng)的時間得到流量,最后將流量、水量等數(shù)據(jù)統(tǒng)計后,制成報表,供中央控制室的管理人員對整個安地水庫灌區(qū)的水資源做出決策.4.2優(yōu)化調(diào)度本系統(tǒng)的建成,能使安地渠道管理所和有關(guān)部門及時了解和掌握水情(水位、流量、水量、雨量狀況,中心調(diào)度人員也可以根據(jù)不同時期的需水要求和灌區(qū)運(yùn)行反饋情況,做出科學(xué)決策,實現(xiàn)科學(xué)用水,節(jié)約用水及優(yōu)化調(diào)度.5結(jié)語(1本系統(tǒng)于2007年5月投入運(yùn)行后,使安地水庫灌區(qū)水資源得到充分合理利用.(2本系統(tǒng)很大程度上減輕了安地渠道管理所工作人員的勞動強(qiáng)度,免去了晝夜巡水的麻煩,提高了灌區(qū)管理的科技含量,為灌區(qū)的科學(xué)調(diào)度和優(yōu)化配水提供了可靠的依據(jù).同時增強(qiáng)了灌區(qū)管理人員的科技意識,以及利用電子技術(shù)和信息技術(shù)帶動水利事業(yè)發(fā)展的意識.參考文獻(xiàn):1