漳泽水库水雨情遥测常见故障分析及维护.pdf

2023 年 5 月山西水利科技Analysis and Maintenance of Common Faults in Hydrologic Data Collecting and Transmitingin Zhangze ReservoirWANG Yu-tianAbstract:Combined with work practice袁the failures in the operation of the hydrologic data collection andtransmission system of Zhangze Reservoir were studied and summarized.The frequent faults were analyzed andmaintained to ensure the normal operation of the hydrologic data collection and transmission system.The resultscould provide a basic basis for flood control decision-making and hydrological data compilation.Keywords:hydrologic data collection and transmission曰fault曰maintenance文章编号：1006-8139渊2023冤02-050-03漳泽水库水雨情遥测常见故障分析及维护王雨田（山西漳泽水库管理有限公司 山西长治 046000）摘要：结合工作实践，研究了漳泽水库水雨情遥测系统在运行中发生的故障，针对故障频发部位进行分析维护，以保证水雨情遥测系统正常运行，为防汛决策、资料整编提供基本依据。关键词：水雨情遥测；故障；维护中图分类号：TV697文献标识码：B0引言随着全球气候持续变暖，进一步加剧了全球范围的水循环，近年来国内频频出现极端暴雨天气。2021 年全国平均气温为自 1951 年以来历史最高，全国平均降水量较常年偏多，北方地区平均年降雨量历史次多，仅次于 1964 年。因此，水雨情遥测系统的效用将愈发显著，它能通过实时监测流域内的降水数据，提高洪水预报的准确度，有效应对极端降雨天气。水雨情测报系统建立后，并非一劳永逸，只有长期管理维护才能保障其正常运行，长久地发挥效用。1概况1.1 工程简介漳泽水库位于山西省长治市潞州区浊漳河南源干流上，为浊漳河南源的控制性枢纽工程，控制流域面积3 176.0 km2，流域多年平均降水量约为 620 mm，多年平均径流量为 2.65 亿 m3，水库正常蓄水位 902.4m，死水位896.6 m。1.2 水雨情测报系统简介漳泽水库大坝水雨情测报系统包括 12 个雨量站和 1 个水位站，其中雨量站包括漳泽、庄头、西堡、陶清收稿日期：2023-04-03修回日期：圆园圆3原04原19作者简介：王雨田（1994-），男，2016 年毕业于太原理工大学，2018 年毕业于华北电力大学，助理工程师。图 1水雨情站点分布图50山西水利科技第 2 期（总第 228 期）王雨田：漳泽水库水雨情遥测常见故障分析及维护河、申村、鲍家河、屯绛、湛上、高河、东大关、西莲以及长治市。现 12 个雨量站和 1 个水位站均实现自动采集，为水库科学调度和洪水预报等提供数据支持。水雨情站点分布如图 1 所示。漳泽水库水雨情测报软件系统包括两部分，其一是水雨情采集软件，主要用于对 12 个雨量站和 1 个水位站的数据自动采集、传输、存储等工作；其二是水雨情管理软件，主要用于对采集的原始数据进行查询，监测数据预警，水位过程线，雨量累积图以及报表、人工整编、整编日志查询等功能。2水雨情系统应用中出现的故障及分析漳泽水库水雨情遥测系统在上游 6 座中型水库及4 个进库站设有雨量监测站，由于各个站点位置偏远且过于分散，难以配置专人进行日常维护管理，主要由水雨情小组工作人员每年汛前、汛后统一对各站点雨量筒等设备进行检查维护。自系统投入使用后，常见的故障多表现为降雨量、实时水位观测数据与人工观测偏差较大，数据传输时常中断或延误，设备电压过低。据多次实际故障的排查和分析，故障频发部位主要有雨量计、水位计、水雨情管理软件、遥测数据传输。2.1 雨量计常见故障及维护2.1.1 翻斗轴向工作游隙过大或过小本系统采用翻斗式雨量计，翻斗部件如图 2 所示。承雨翻斗要在收集一定雨量后精准翻转循环计量，而翻斗支承轴的轴向工作游隙直接关系到翻斗是否能够正常工作。一般情况下翻斗安装调试完毕后，无需做任何调整即可直接投入使用。但受不正确的安装操作及运输过程中的不可控因素影响，可能会导致翻斗轴向工作游隙过大或过小，此时应进行调整。此外，当汛期漳河流域内降雨频次增多且短时段降雨量大，翻斗的工作强度也随之骤增，在连续高强度工作后，可能会出现固定翻斗轴承的锁定螺丝松动，从而影响观测雨量的准确度。若翻斗轴向工作游隙过大，固定翻斗轴的轴承过于松动，承雨器未收集到足够的雨量便会翻转，则观测的降雨量就会偏大。若翻斗轴向工作游隙过小，即固定翻斗轴的轴承过紧，导致翻斗翻转不顺畅有卡阻情况，造成部分雨量流失，使得观测的降雨量偏小。翻斗轴向工作游隙的调节应由专业人员操作，调整后应进行模拟降雨量测试，在雨量计外面漏斗用量杯缓缓滴入水滴记下翻斗的翻转次数，检查系统传回的数据是否与滴入的水量一致。2.1.2 排水道阻塞漳泽水库位于华北地区，暖温带半湿润大陆性季风气候显著，降雨天气普遍都伴随着强风，若雨量筒高度布置较低且周围有树木，树枝树叶及杂物易被强风带入雨量筒，即便有防护网阻挡但异物堆积仍会影响承雨器收集雨水，从而影响观测降雨量的准确度。此外，沙尘暴是北方地区在春冬季节多发的天气现象，加之北方工业城市空气污染严重，雨量筒长期露天放置极易集聚大量粉尘。雨量筒顶部集雨孔和底部出水口较小易被堵塞，影响雨水的收集排出，进而导致观测雨量的偏差。须定期前往各雨量站点进行清理维护，翻斗内若有沉积泥沙应进行清淤。清理堆积灰尘时宜采用干净的脱脂软毛刷，必要时可使用适量洗涤剂，轻刷后用清水冲洗即可。2.2 水位计常见故障及维护本系统采用的是气泡式水位计，具有安装方便、精度高、可靠性高等优点，水位计在实际使用中常见的故障：1）系统遥测水位与水文站人工观测读数存在较大偏差，可能的原因是水位计气管内部有积水，时间越长误差就越大，需专业人员用高压排除气管内积水来解决。2）中心台接收不到水位数据。有时是物联卡通信信号差所致，等待一段时间即可恢复正常；有时是太阳能电池板老化衰退无法为通信设备供电所致，这种情况需更换相应的太阳能电池板，同时检测蓄电池的蓄电能力是否正常。图 2翻斗部件512023 年 5 月山西水利科技2.3 水雨情系统软件故障分析水雨情系统软件提供的丰富实用功能原本可大大减轻工作强度，但实际运用中这些功能时常失灵、出错而无法正常使用。常见的故障主要有：日常水情报表格式错误，统计报表数据缺失，年度统计表中降雨数据更新不同步，数据传输时有延迟滞后，报警系统未实现全自动、触发条件过于复杂实用性差。水雨情系统软件故障具有小而杂、频发且难以根治的特点，在实际运用中发现问题要及时向开发技术人员反馈，早发现早解决。2.4 遥测数据传输故障分析及维护本系统遥测站数量较多，分布范围广，且大都分布在流域上游县区的偏远乡村，中心站与遥测站点之间传输数据出现故障的频次较多，水雨情测报系统拓扑如图 3 所示，常见的故障有以下几种。图 3水雨情测报系统拓扑图1）中心站无法收到所有测站的水位、雨量数据遥测站一般每间隔 10 min 向中心站传输一次实时数据，遥测站全部故障的概率较小，出现这种情况要重点排查中心站。首先，检查供电系统是否正常运行，蓄电池电压是否过低，设备接线是否有松动或接触不良；其次观察设备的外观是否完好，天线位置摆放是否正确，模块显示是否正常；最后查看网络端口是否畅通。2）中心站无法收到某一测站数据，且持续时间较长其他测站数据传输均正常，表明中心站无故障且网络端口畅通，重点排查该无数据测站。可能引起故障的原因：1）该测站天线位置偏移脱落，需将天线摆放在正确位置；2）该测站太阳能电池板衰退老化或损坏，应及时更换新的太阳能电池板，同时检查蓄电池电压是否正常。3）中心站接收的定时数据时有时无出现这种状况多是站点网络信号较差或被干扰所致，只需稍加等待便可恢复正常，也可将通信流量卡拔出后重新安置。4）晴天时数据传输正常，阴雨天时则无数据这种情况多是蓄电池老化蓄电能力衰退所致，因此晴天时太阳能板可直接供电维持运行，而阴天或雨天太阳能板功能失效，蓄电池也因蓄电能力的下降而无法提供足够的电压以维持系统正常运行。这种情况只需更换新的蓄电池即可恢复正常。3维护思路漳泽水库水雨情遥测系统从投入使用至今已有多年，在实际管理维护中，有时尽管故障点不同，但导致故障的原因却是相同的；有时则是同一故障点，由不同的故障原因所导致。因此，故障发生时可先从基础的供电、网络设备设施入手进行排查，如电源接线是否良好、网络状态是否畅通、物联卡有无欠费情况，若基本情况一切正常再进一步排查软硬件可能出现的故障。排查故障过程中应耐心细心逐项检查。4结语通过运用漳泽水库水雨情遥测系统，一方面总结了一些故障分析和管理维护等方面的实践经验，另一方面说明网络信息服务和水雨情遥测系统的融合尤为重要。实现信息化赋能的水雨情系统不仅使水雨情信息的收集更加高效，而且信息软件包含的各项实用性功能为日常工作和水雨情数据整编工作提供了极大便利。王雨田：漳泽水库水雨情遥测常见故障分析及维护52