水文水情自动测报系统

水文（水资源）自动测报系统解决方案

1 组网方案简述

1.1 水文自动测报系统概述

水文自动测报系统属于应用现代遥测、通信、计算机技术，是完成江河流域降雨量、蒸发量、河流湖泊水位、海洋潮位、流量（流速）、风向风速、水质、闸坝的闸门开度、渗压、土壤墒情等数据的实时采集、报送和处理应用的信息系统，属于非工程性防洪措施。它能将某一流域或区域内的水文气象、水资源信息在短时间内传递至决策机构，以便进行洪水预报和水资源优化调度，减少水害损失，提高水资源的利用率，可以产生巨大的社会效益和经济效益。

根据水文自动测报系统规模和性质的不同，可将其分为水文自动测报基本系统和水文自动测报网两部分。水文自动测报基本系统由中心站、遥测站（包括监测站）、通信系统（包括中继站）组成。水文自动测报网是通过计算机的标准接口和各种信道，把若干个基本系统连接起来，组成进行数据交换共享的水文自动测报网络。

水文自动测报系统多用在重点防洪地区及大型水利工程上，特别是在流域性、区域性的水文数据采集、传输和处理、应用的自动化方面起到了积极作用。

我国的水文自动测报系统从70年代末起步，在浙江省浦阳江流域首先应用。80年人初期为引进阶段，先后在淮河王家坝区间、长江流域汉江丹江口水库、黄河的三门峡至花园口建成进口设备的水情自动测报系统。1985年以后为国产设备研制、定型阶段，有淮河正阳关以上流域水文自动测报系统、黄河流域陆浑小区自报式水情自动测报系统、长江流域汉江的黄龙滩水库水情自动测报系统等。90年代后为推广应用阶段。

水文自动测报系统包括三种工作制式：自报式、查询应答式和混合式。

自报式工作制式：

在遥测站设备控制下每当被测参数发生一个规定的增减量变化或按设定的时间间隔，即

向中心站发送所采集的数据，接收端的数据接收设备始终处于值守状态。

现在已经对传统的自报式工作制式进行了改进，使自报式工作制式有了较大发展。改进后自报式也是双向通信方式，不是过去的纯单向工作方式。在遥测站设备控制下每当被测参数发生一个规定的增减量变化或按设定的时间间隔，即向中心站发送所采集的数据，中心站收到数据后，给遥测站发送“确认”信息，告知遥测站这组数据接收正确或是接收错误。

自报式只有采用“确认”机制，才可以实现双信道的自动切换

查询应答式：

由中心站自动定时巡测或随机呼叫遥测站，遥测站响应中心站的查询指令，将所采集的数据发送给中心站。定时自动巡测的时间间隔可根据数据处理和预报作业的需要确定。

混合式：

系统兼容自报式和查询—应答式两种工作制式。现在被广泛运用。特别是采用公网组网（包括VSAT）的水文自动测报系统，为了保证数据的时效性，又节省运行费用，采用混合式工作制式组网比较合理。在汛情不紧张、数据量小的时间段内用查询—应答式；当出现暴雨或水位变化较快时以自报方式加报。

1.2 水文自动测报系统组成

一般水文自动测报系统由遥测站、通信媒介和中心站组成。

（1）遥测站。利用现代传感器技术实时采集各种水文信息，如降雨量、蒸发量、水位（潮位、地下水位）、流量（流速、水量）、风向风速、水质等。其特点是快速、准确、信息量大。水文自动测报遥测站根据采集参数的不同可分为水文站、水位站、雨量站、水质站、闸位站、流量计量站等。

（2）通信媒介。通信媒介分为无线和有线两种。根据遥测站与中心站距离的远近、当地地形、通信条件等选用无线或有线通信方式。其中，无线通信又分为短波、超短波、移动通信、卫星、微波、无线扩频等多种方式；有线通信有PSTN、光纤等。从应用角度看，有专网通信和公网通信方式：专网通信是指专门为水文自动测报系统服务的通信网络，一般为自建通信系统，如短波、超短波、微波、光纤通信方式。公网通信是指有专业运营商服

务的、面向公众的通信网，如移动通信、卫星、程控电话网等。

（3）中心站。①实现信息接收、处理、检索和存储。接收实时数据，并对数据进行检查、整理、计算、显示并存储于数据库内，供控制中心或更高一级防洪调度辅助决策系统使用。向用户提供实时雨情、水情信息和各种检索功能。②应用。应用最广泛的是实时联机预报及水资源调度系统，主要是实时洪水预报模型和设计应用软件支持的系统。其特点是计算时间短、计算精度高。

1.3遥测站的构成及功能

1.3.1 地表水水位雨量遥测站的构成

由遥测终端RTU、水位传感器、雨量传感器、通信机、供电系统组成。

1.3.2 地下水位遥测站的构成

由遥测终端RTU、水位传感器、通信机、供电系统组成。

1.3.3 水量计量遥测站的构成

由遥测终端RTU、水位计、流量传感器、通信机、供电系统组成。

1.3.4 墒情遥测站的构成

由遥测终端RTU、雨量、墒情传感器、通信机、供电系统组成。

1.3.5 水质自动监测站的构成

水质自动监测站有两种组成方式：1.由遥测终端RTU、水位计、便携式多参数水质传感器、通信机、供电系统组成。2.采用PLC、单体在线水质参数测量仪器、采水、配水、管道、控制等组成的系统。第一种比较简单，适合于地表水、地下水水质监测；第二种系统复杂、造价昂贵，适合于重要河道、污水处理厂、重点排污口监测。

1.3.6 自动气象站的构成

由遥测终端RTU，雨量、蒸发、风向、风速、气温、地温等气象传感器、通信机、供电系统组成。

1.3.7 遥测站的基本功能

自报式系统基本功能：

●随机自报：通过传感器和RTU，自动采集参数；当达到规定时间间隔或变化量时自动发送信息给中心站。

●定时自报：按照段次发送定时报数据，并说明设备工作状况。

●具有定时掉电功能。

●具有在站数据存储功能，保证数据不丢失，便于数据整编，实现存储数据的现场下载。

●具有通讯路由自动选择功能。

●通讯信道侦听功能，当信道忙时，自动延时发送。

●具有向备用信道自动切换功能

●具有时钟同步功能。