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摘要：在现代化水库建设管理中，水库管理监控系统是一项核心内容，也是水库功能发挥的重要组成部分。本文以某水库为例，构建集自动采集、共享、分析水情信息于一体的水库自动化监控系统，以提高了水库管理的自动化水平。
关键词：水库；监控系统；检测；设计
引言
自动化监控系统是水利管理重要的组成部分，其包括水情测（预）报、大坝安全监测、闸门自动控制、视频监视系统等，是防汛抗旱以及水库优化调度的主要决策依据。传统的监控系统都是由人工逐一操作，完成对水库的水情及安全监测，其工作量大且十分繁琐，同时具有一定的盲目性，不能对水库的整体范围进行实时监控，形成不了统一的网络。因此研究水库自动化监控系统对于现有管理自动化水平的提升，决策水平的提高有着重要的现实意义。
1 水库概况
某水库设计容积4000万m3，年调节水量1亿m3，灌溉面积17.16万亩。水库所在地区远离海洋，气候干燥，属于大陆性干旱气候，雨水少，年平均降水在150mm～200mm，地表蒸发量大。由于该地区的河流属于冰雪融水和降雨混合补充型河流，且以冰雪融水为主，造成水库在温度高的季节容易面临突发性的洪灾。水库的水位库容曲线如图1所示。
固定泄量和补偿调节两种方式。固定泄量就是设定固定的泄洪量来进行泄洪；补偿调节根据水情进行灵活调整，洪水大时，水库少泄，洪水小时，水库多泄，调整下泄水量与区域流量之和在下游的允许范围之内。
3 水库自动化监控系统建设
本文设计的水库自动化监控系统以调度中心为核心，构建局域网络将水情监控系统、大坝安全监控系统、闸门自动控制系统及视频监控系统构成有机整体，实现数据的共享，完成对水库的自动化监控。
3.1 水情监控系统设计
水情监控系统负责将水情数据汇总，完成一些数据的处理，对水库区域内的水情、水位的变化进行实时的监控。系统主要由中心站及水文站构成。中心站是系统的核心部分，通过无线装置接收来自水文站点传来的水情信息，无线通信采用GSM模块或GPRS实现。中心站主要由计算机、UPS电源、无线接收装置及避雷设施构成，结构图如图2所示。
图3 渗压计安装示意图
3.3 闸门控制系统
闸门控制系统为水库自动化管理的输出部分，控制中心通过水情监控系统和大坝安全监测系统采集到的数据，进行数据的处理和分析，为防洪决策时闸门的开、关提供决策依据。闸门控制系统包括监控主机、自动控制箱、传感器等。结构图如图4所示。
（1）闸门自动控制箱
闸门自动控制箱接收到开闸门的指令后，通过控制箱内部的继电器的吸合，启动闸门启闭机来打开闸门，并通过闸位计来判断闸门的开启程度，当闸门达到预定位置时，闸位计向终端机发送位置信号，停止闸门启闭机动作。
（2）闸门控制终端机
端机模块主要完成对闸门状态的数据采集，接收闸门控制命令。每个闸门测控终端机均为独立的执行元件，任何一个出故障不会影响其他终端机的运行。
（3）监控主机
监控主机负责协调各个闸门测控终端机之间的数据共享与协作，完成数据的采集，交互信号的处理，为闸门控制系统稳定、准确的运行提供平台。
3.4 视频监控系统
水库视频监控系统设计包括前端设备和控制中心的集中显示器两部分。通过在水库的各个关键点位安装监控摄像头，可以方便管理者在控制中心对水库的水情数据进行直观复核。视频监视系统点位分布需要满足水情、工情的信息检验，可实现画面的调整、图形的变焦及分屏显示，实现水情及报警的网络可视化。
3.5 调度中心及网络通信设计
调度中心的集中控制台采用Windows2003 Serve操作系统，应用软件采用VC++6.0进行开发，通过交换机搭建局域网，将各个控制系统有机的连接起来，完成信息的交互和命令的发送。调度中心以一台服务器为主机，连接多个监测站，通过事先设定的网络协议，可实现多个监测站向服务器提供信息，同时也满足系统的资源共享，方便管理人员调用各系统的数据，以便做出准确的调度决策。
网络通信系统包括监控、监视和可视化语音通信。监控通信采用RS485总线的通讯方式。传输介质选用光纤和屏蔽双绞线，由于采用光纤传输的距离较远，因此此次设计的网络系统采用光纤进行连接。主通信网络采用以太网的传输方式，安装3台Ether Device Server光端交互机，各个系统点的网络通讯方式如表2所示。
4 结语
综上所述，监控系统水库自动化运行管理中占有十分重要的位置。该水库自动化监控系统的设计，完成对水库水情、工情的实时监控，利用采集的信息针对不同的情况做出相应措施，为水库管理人员提供水库安全管理工作的全面支持和服务，进而提高了水库管理的自动化水平，保证了水库运行的安全性。此研究成果对于为数众多的水库具有重要的指导和推广价值。
参考文献：
[1] 张佳.大泉沟水库自动化监控系统研究[J].石河子大学.2015
[2] 葛义荣.水库管理自动化系统建设探究[J].河北水利.2016（2）：45-45
[3] 余向阳.水库管理自动化系统建设探究[J].工程技术：引文版.2016（11）：00013-00013
论文作者:郑涌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/25
标签：水库论文; 闸门论文; 水情论文; 监控系统论文; 控制箱论文; 终端机论文; 数据论文; 《基层建设》2017年第11期论文;