水文信息系统综合实验指导书

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1、水文信息系统综合实验指导书四川大学水电学院水文与水资源工程系二OO六年十一月1前言雨情、水情信息是防汛决策及水利调度的基础信息，及时、准确地采集、传输、处理江河、水库、水电厂及城市的雨情、水情信息，可保证预报决策、防汛安全、合理使用水资源，最终达到防汛减灾、合理调度、经济运行、兴利增效的目的。水情自动测报系统应能够达到快速准确地掌握监测区域内水雨情的信息及其变化，并作出及时预报，为汛期洪水预报调度和常年的水利调度提供决策依据。它是防洪工程必不可少的组成部分，也是大型水利水电工程的重要组成部分之一。此外水情自动测报系统还将为国家水文

2、资料整编提供完整可靠的水雨情资料。本实验指导书的目的是让学生了解整个现代水文信息系统的结构、功能、组成，让学生了解现代水雨情信息是如何采集、发送、接收，以及接收到的水雨情信息是如何处理分析并最终形成决策的；通过做实验，自己动手，增强学生的实际操作能力，学生可从中了解到现代水文信息技术在防洪兴利中的作用。实验指导书共包含6个实验，其中实验6为开放性实验：1．超短波水情自动测报系统主要设备的系统组装实验2．移动短信水情自动测报系统人工模拟降水量遥测实验3．移动短信水情自动测报系统人工模拟水位遥测实验4．水库洪水预报调度系统软件实验（以

3、南盘江上游为例）5．防汛会商系统实验6．预警雨量分析（开放性实验之一）本实验指导书可供四川大学水电学院本科生、研究生和相关老师使用。实验指导书编写人员：袁鹏、李渭新、常江、李彬、邵骏、安全2第一部分水情测报系统简介1．1概述水文自动测报系统是应用遥测、遥控、通信、计算机技术实时地完成流域、江河、湖泊、水库、水电站和灌区的固定或移动站点的降水量、水位、流量、水质、水资源监测、闸门开度等数据的实时采集、存储、传输、处理和报送等作业，必要时可实现对站点的部分要素进行遥控的信息系统。水文自动测报系统应能够达到快速准确地掌握监测区域内水雨情

4、的信息及其变化，并作出及时预报，为汛期洪水预报调度和常年的水利调度提供决策依据。它是防洪工程必不可少的重要组成部分，也是大型水利水电工程的重要组成部分之一。此外水文自动测报系统还将为国家水文资料整编提供完整可靠的雨水情资料。由于水文自动测报系统能够迅速地收集到流域实时水雨情信息，并能够及时作出科学的预报及调度方案，因此具有重要的社会经济效益，特别是在汛期发生洪灾时，由于它能够使洪水预报预见期提前十几，甚至几十小时，给防洪指挥调度提供了宝贵的时间裕度，从而可大大提高调度决策的效益，最大程度地减少灾害损失。在国内十几年的洪涝灾害中，已

5、建的水文自动测报系统发挥了巨大的作用，由于预报及时且资料完整，使调度指挥更具科学性、主动性；由于能够有充分的时间裕度，使防灾减灾工作更加从容，保证了人员安全，避免或减少了经济损失。正因为水文自动测报系统的重要性，使它已经逐渐成为国际国内水利系统防洪减灾非工程措施的建设核心之一。水文自动测报系统一般由一个中心站和若干个遥测站组成，个别系统因无线通信需要和应用系统特殊需求，还将包括若干无线中继站、集合转发站，及若干个分中心站，甚至需要建立多中心站。按照功能划分，系统将包括现场数据采集和传输、远程通信组网、数据处理等功能。1．1．1数据

6、采集和传输。水文自动测报系统中的水文遥测站将完成系统中现场水情数据采集，及通过3远程数据通信网向中心站或相关遥测站传输数据的功能。遥测站的主要构成设备包括：各种水情传感器、现场数据采集和传输设备(遥测终端机，又称远程终端单元RTU)、及供电系统和避雷系统等。对当前已有成熟适用传感器的观测项日(如：雨量、水位、蒸发、闸门开度等)，可由遥测端机通过相应传感器自动完成数据的采集和报送进行设计；对尚无成熟适用自动测景之传感器的观测项目(如：流量、含沙量、河道断面等)，则将人工观测数据置入数传装置，报送数据方式实现。1．1．2远程通信网鉴于

7、我国幅员辽阔，且集雨区多在广大的农村和山区，国家公用通信线路往往难以达到，或不太可靠，以及使用公用电通信线路费用过高等原因，因此相当多的地区的水文自动测报系统的远程数据通信网需要利用无线专网(如超短波无线通信网)来实现数据远程传输，当距离较远或因地形复杂有高山阻挡时，需要利用建立无线中继站来完成存储转发工作。因此在国内多数水文自动测报系统，最常用的数据通信组网是通过无线专网实现的，无线专网包括短波、超短波、微波、扩频微波、集群通信系统等，量常用的是超短波。在距离较远或地形复杂高山阻挡严重，无线通信难以可靠地传输数据时，可利用卫星线

8、路等其它通信方式传输水雨情数据。常用的卫星通信系统有：海事卫星(1nmarsat)、VSAT、全线通、及国家北斗卫星等。卫星通信除造价较高外，主要缺点是系统使用费用较高、随着用户增多通信畅通率降低，及部分卫星雨衰现象严重。随着现代通信技术的发展，公