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我国地震井水位观测网监测效能评估刘春国;孔令昌;杨竹转;樊春燕;陈华静【摘要】“十五”数字化网络项目完成后,我国地震井水位观测网已颇具规模.为了摸清其监测现状,为未来台网优化改造、仪器更新提供依据,开展了观测网的清理和监测效能评估.评估结果显示,总体上,观测网中有61.8％的水位观测站监测效能良好.有73.5％的观测站的观测环境符合地震井水位观测要求;观测网的运维状态总体趋好,有75％的观测仪器的运行率在95％以上;大部分的水位观测站监测地壳应力变化、地震活动的能力较强.但仍然有些观测站,因观测井先天不足、环境干扰、仪器老化、运维水平低等问题,亟待通过观测环境改造、仪器更新、运维管理培训等措施来提高监测效能.大约有6.5％的观测站因观测环境不合格需要停测.【期刊名称】《中国地震》【年(卷),期】2015(031)002【总页数】9页(P329-337)【关键词】井水位观测网;观测环境;观测仪器;监测效能【作者】刘春国;孔令昌;杨竹转;樊春燕;陈华静【作者单位】中国地震台网中心,北京市西城区三里河南横街5号100045;中国地震台网中心,北京市西城区三里河南横街5号100045;中国地震局地质研究所,北京1000029;中国地震台网中心,北京市西城区三里河南横街5号100045;中国地震台网中心,北京市西城区三里河南横街5号100045【正文语种】中文【中图分类】P3150 引言我国地震井水位观测网(以下简称为井水位观测网)创建于1968年，经过40多年的建设，已经发展成为以数字化观测为主、模拟观测为辅，观测站超过500多个的监测台网(刘耀炜，2006;车用太等，2006)。
由于井水位观测网具有较强的地震前兆监测能力，其监测状态一直引人关注，几乎在观测网发展的每个重要阶段，都会开展类似效能评估的调查、分析和总结工作。
如汪成民等1990年对我国地震地下水动态观测网的调查总结(汪成民等，1990)，车用太、高小其、谷元珠等在“九五”数字化改造完成后对我国数字化水位观测网的调查分析(车用太等，2006;高小其等，2004;谷元珠等，2001)。
基于单片机的水位检测控制系统设计学院：专业：姓名：指导老师：信息学院自动化刘翔学号：职称：0901********盛珣华曹宇教授助理工程师中国·珠海二○一三年五月诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的水位检测控制系统设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。
本人签名：日期：年月日基于单片机的水位检测控制系统设计摘要随着社会和科技的进步，以及人们的生活标准水平逐步的提高与发展，方便的全自动控制系统生活的开始逐步进入到我们的生活，单芯片微型计算机发展是其中的一个重要分支，具有高可靠性，高性能价格比，低电压，低功耗等优点，以单片机为核心的自动化控制系统已经赢得了广泛的应用范围。
本设计是基于单片机的水位检测控制系统设计。
设计系统的目的在于应用单片机的自动运行技术，使得水塔中的水位始终保持在一定范围内，以保证连续正常的供水。
本设计是以AT89C51单片机为核心部件的水塔水位检测控制仿真系统设计的，用以检测水位并进行控制、处理以及报警功能，并在Proteus仿真软件环境中仿真测试。
结果表明，设计的系统具有良好的检测和控制功能，方便移植性和可扩展性。
关键词：水位控制单片机报警Based SCM the water level detection control system designAbstracWith the social and technological progress, as well as the level of people's standard of living gradually improve with the exhibition, and the convenience of automatic control system for the beginning of life gradually into our lives, single-chip microcomputer development is an important branch,the advantages of high reliability, high performance and low cost, low-voltage, low-power microcontroller as the core of the automation control system has won a wide range of applications.The title of the graduate design microcontroller-based water level detection and control system design, three metal rods into the water used to detect the signal, the conductivity of the water, can see that the water level changes. Under normal circumstances, the water level should be kept within a certain range changes, the water level does not exceed the stipulated upper and lower limits, in the event of a system failure, should be promptly cut off electrical power, and there should be sound and audible alarm signals of the light-emitting diode. Design System aimed the application microcontroller run automatically, so that the water level in the water tower always maintained within a certain range in order to ensure the continuous normal water. The design is based on AT89C51 microcontroller as the core components of the water tower water level detection and control simulation system designed to detect water level control, processing, and alarm functions, and Proteus simulation software environment simulation testing. Experimental results show that the design of the system has a good detection and control functions, portability and scalability.Keywords:Level controlmicrocontroller alarm目录1前言 (1)1.1.本设计在国内发展概况 (1)1.2国外发展概况 (1)1.3设计目的 (2)1.4设计意义 (2)2总设计 (2)2.1设计的技术要求 (2)2.2应解决的主要问题 (3)2.3设计原理 (3)2.4方案选择 (3)2.5给定参数 (5)2.6整体方案设计 (5)2.7优点和特色 (6)2.8创新点 (7)2.9系统运行过程可能存在的问题 (7)2.9.1现场数据经过DTU发送后在远程监控室接收不到 (7)3硬件介绍 (7)3.1光电耦合器4N25 (7)3.1.1工作原理 (7)3.1.2主要性能 (8)3.1.3引脚图和引脚名称 (8)3.1.4极限参数 (8)3.2单片机芯片STC90C516RD+ (9)3.2.1芯片简介绍 (9)3.2.2芯片STC90C516RD+引脚 (9)3.2.3主要性能 (10)3.3电磁继电器 (11)3.4蜂鸣器 (11)3.5远程通信模块DTU (12)3.6液位高度传感器 (12)4组态软件 (13)4.1组态概况 (13)4.2组态设计 (13)5软件设计 (17)5.1Keil软件 (17)5.2程序方框图 (17)5.3程序设计 (18)5.4I/O口的分配 (18)5.5子程序 (18)5.5.1延时子程序 (18)5.5.2报警子程序 (19)5.5.3初始化子程序 (20)5.4主程序 (20)6结论 (22)参考文献 (23)谢辞 (24)附录 (25)程序代码 (25)1前言1.1.本设计在国内发展概况国产水位监测仪主要有浮筒式水位仪、压力传感器式水位仪、超声波式水位仪等，在功能齐全、性能稳定等方面，虽然与国际上先进的同类型产品存在一定差距，但是却可以基本满足水位监测及控制的需要。
山西临汾地震观测站水位观测数据对比分析霍拥军;张梅;高娟【摘要】Water level of Linfen earthquake observation station repeated sudden change in a short time since 2014 .In order to deter-mine whether the observed data reflect the true change of the water level ,one more observation instrument of water level was in-stalled in the wellhole in September 2014 .The comparative analysis of the observation data in the same time of the two sets of instru-ments shows that the observation curves of the two sets of instruments are relatively consistent and reflect the true change of the wa-ter level .The new instrument has better anti-interference ability and stability than the old one .According to theresult ,the sugges-tion to improve the operation rate of the station is put forward .%山西临汾地震观测站的水位观测自2014年以来 ,多次出现短时间的突升突降变化.为确定观测数据是否反映出水位的真实变化 ,2014年9月 ,在该井孔内新增加一套水位观测仪器.文章对两套仪器同一时段的观测数据进行对比分析得出 ,两套仪器的观测曲线较为一致 ,说明观测数据基本真实地反映了水位的变化 ,且新仪器的抗干扰能力和稳定性要优于旧仪器.根据分析结果 ,进一步提出提高台站仪器运行率的建议.【期刊名称】《山西地震》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P13-16)【关键词】井水位;年动态;对比观测【作者】霍拥军;张梅;高娟【作者单位】山西临汾市地震局 ,山西临汾 041000;山西临汾市地震局 ,山西临汾041000;山西临汾市地震局 ,山西临汾 041000【正文语种】中文【中图分类】P315.630 引言地下流体观测是地震前兆观测的重要组成部分，地下水位观测在地震短临预报中起着非常重要的作用。
前言（初稿，待进一步完善）为了方便各相关单位设计人员设计工作，整理了贵州省境内80%以上水文测站的基本情况，供同行参考。
各站基本概况来源于贵州省水文水资源局信息网以及相关水库的可研报告，请大家在参考使用中提出修改意见，以便进一步完善。
附图中涵盖了贵州省水系图（分流域）、贵州省水文站网分布示意图、贵州省雨量站分布图、贵州省相关测站丰枯比例（该成果为汪德麟高级工程师总结并发表刊印，仅供设计人员径流丰枯比例设计时参考）。
单位：贵州新中水工程有限公司汇编者：谢加球日期：2013.10.31.联系QQ：236094172望谟水文站始建于2009年1月，属珠江流域西江水系，为北盘江一级支流望谟河控制站，属国家基本站网重要区域代表，地处贵州省兴仁县巴铃镇花坝村，坐标为东经106°05′，北纬25°10′，控制集水面积205km2。
测验方式为驻测站，测验项目有：水位、流量、降水、蒸发、水温、水质等。
天生桥水文站始建于1980年1月，属珠江流域西江水系，为岔普河上的控制站，属国家基本站网区域代表，地处贵州省兴仁县巴铃镇花坝村，坐标为东经105°21′，北纬25°35′，控制集水面积603km2。
测验方式为驻测站，测验项目有：水位、流量、降水。
（天生桥水文站位于兴仁县公德乡岔普的岔普河段上，控制流域面积603km2，于1980年1月设立。
该站采用直立式木质水尺观测水位，流速仪（55）、（25-1）测流。
测验河段比较顺直，各级水位无岔流、串沟、回流、死水等情况，常年水位变化不大。
）岔江水文始建于2004年11月，属珠江流域西江水系,为南盘江一级支流黄泥河上的控制站，属国家级重要大河控制水文站，云贵两省界河控制站，地处贵州省兴义市乌沙镇岔江村。
坐标为东经104°41′，北纬25°04′，控制集水面积6950km2。
测验方式为驻测站，测验项目有：水位、流量、降水、蒸发、泥沙、水质等。
雷达测量技术参数：
测量原理：脉冲雷达（26GHz技术）；
I 具有中华人民共和国制造计量器具许可证
l 量程：0～30m可调
I盲区范围：≤0.3m
I 环境温度:-40℃～+70℃
l 输出信号：4～20mA，配原装4～20mA采集转RS485接口，MODBUS协议l 分辨率：1mm(全量程)
l 精度：全量程不大于3mm
l 显示：中文显示菜单，带回波曲线
l 功耗：≤max.12mA(12V)
l 发射角度：≤8º
l 传感器保护：喇叭天线（Φ≤100mm）(抗凝露和水滴)
l 工作温度：－60℃～+70℃
l 喇叭尺寸：直径98mm,长度288mm
l 材料：密封防水外壳，等级IP67
l 12VDC电池供电
I 带仪表防护罩
一体化超声波测量技术参数：
测量原理：声波脉冲式；
I 具有中华人民共和国制造计量器具许可证
l 量程：0～4m可调
I 盲区范围：≤0.25m
I 环境温度:-40℃～+70℃
l 输出信号：4～20mA，配原装4～20mA采集转RS485接口，MODBUS协议l 分辨率：1mm(全量程)
l 精度：全量程不大于0.5%
l 显示：中文显示菜单，带回波曲线
l 功耗：≤max.1V A(12V)
l 发射角度：≤5.5º
l 工作温度：－40℃～+70℃
l 材料：密封防水外壳，等级IP67
l 12VDC电池供电
I 带仪表防护罩。
皂市水电站上游水位计更新改造及水位尺安装摘要：皂市水利枢纽工程是国务院批准的重点工程，皂市水利枢纽主要是以防洪为主，兼顾发电、供水、灌溉的综合效益的大（Ⅰ）型水库，目前2 台发电机组已经投入运行发电。
众所周知，水电厂发电效益的大小是根据水头的高低直接挂钩的，由于皂市电站原上游水位计精度不能达到要求，给电站经济效益带来了不小的损失，本文阐述了如何对上游水位计及水位尺进行的一系列更新改造安装，希望对其它有同样问题的电站提供参考。
关键词：皂市水电站；水位计；水位尺；改造安装1 基本情况介绍1.1 皂市水利枢纽工程基本情况皂市水利枢纽工程是澧水流域骨干防洪工程，位于湖南省石门县境内的澧水一级支流渫水下游，下距石门县城19km，是一座以防洪为主，兼有发电、供水、灌溉等综合效益的大（Ⅰ）型水库。
坝址控制流域面积3000km2，占渫水流域面积的93.7%。
水库总库容14.4亿m3，其中防洪库容7.8 亿m3，占澧水流域规划总防洪库容17.7 亿m3的44.2%。
水库正常蓄水位140m 时的水面面积49.46km2，水库移民3.8589 万人，淹没耕园地3.6674 万亩。
枢纽工程由碾压混凝土重力坝、泄洪消能建筑物、右岸坝后式电站厂房等建筑物组成。
大坝坝顶高程148m，最大坝高88m。
电站装机容量120MW，设计平均年发电量3.33亿kW.h。
皂市水库是“98 洪水”之后国务院批准的“十五”重点工程，工程于2003 年12 月开工，2009 年12 月基本完工，总投资约36亿元。
1.2 皂市电站原水位计基本情况皂市水电站的2 台机组的出力大小是根据实时采集的上、下游水位数据进行水务计算后得到的水头进行计算的，皂市水电站原气泡式水位计安装在金家沟进水塔平台上，进水塔顶平台高程148m，死水位112m。
2 水位计更新改造及水位尺安装2.1 改造原因及目的由于原气泡式水位计安装位置距离皂市电站进水口和金家沟电站进水口较近，气泡式水位计比较灵敏，机组出力变化都会波及水位计，造成水位计数据频繁跳动且跳幅达5～6cm，给水务计算带来误差，影响洪水预报的精度，为了能让机组采集到正确、精准的上游水位和方便以后水文等信息资料的收集工作，决定对水位计进行改造，更换为自记浮子式水位计，相应架设外挂式不锈钢管水位井，将保留原有的气泡式水位计作为备用。
2．水文、气象批准：吴生平审核：李建坤校核：钟向伟编写：王淑云参加设计人员：马军钟向伟杨俊汤友如钟霞王淑云2．水文、气象2.1 流域概况莽山水库位于珠江水系北江二级支流长乐水的上游，宜章县辖的东风乡、莽山乡境内，坝址位于东风乡菜子冲的下燕，东经112°45′48″，北纬25°1′ 21″。
距宜章县城72km。
长乐水又名乐水河，在莽山乡分为南北两源。
南源为干流，发源于宜章县莽山的白公坳，流经宜章县的莽山、东风、黄沙、长村、一六、粟源等乡镇，在广东省坪石镇企头坪汇入武水。
干流长115km，流域面积1195km2。
莽山水库大坝（上坝址，亦称下燕坝址）控制流域面积230km2，干流长36.7km，干流平均坡降21.9‰。
库区四周丛山环抱，西南高，东北低。
流域内坡降大，水流湍急，流域内以韭菜岭海拔1902m为最高，地面最大高差为1600m，溪沟发育为丛山地貌，上游地表有茂密的森林覆盖，植被较好，是我省南部著名的莽山林区，中下游为丘陵区，植被较差。
莽山水库坝址上游有林子坪水库，集雨面积15.9km2，水库正常蓄水位846m（假设标高，相当黄海标高为1257.031m），相应库容为547.3万m3，总库容为570万m3，调节库容为493.68万m3，属年调节水库。
林子坪水库仅占莽山坝址流域面积6.9%，且其调节库容较小，对莽山水库的径流洪水影响较小。
流域水系见图2-1。
2.2 气象莽山水库地处中亚热带季风湿润气候区，气候温和，雨量充沛。
因受高山地貌和季风影响，气候多变，降雨较多。
坝址流域内莽山、韭菜岭（猛坑口）两雨量站的多年平均雨量分别为1704.1mm（1959～2010年）和2399.5mm（1959～1984年），而坝址以下为丘陵区，降雨趋减，如明星桥站多年平均降雨量仅为1303.3mm（1961～2010年），降雨大多集中在4～6月份。
根据宜章县气象局历年观测资料统计，多年平均气温18.2℃，最高气温为41.0℃（2003年7月），最低气温-5.2℃（1972年2月），多年平均蒸发量1457.3mm，多年平均相对温度80%，多年平均风速1.4m/s，历年最大风速为20m/s，风向NW。
SW40型日记式水位计一、适用范围本仪器适用于自动记录江河、湖泊、水库、涵闸、潮汐及地下水等水位的变化过程，必须在具有防浪井设备或无风浪的水面上使用。
二、主要技术数据1．记录时间：24h；2．时间记录误差：±5min/d；3．水位变幅：可循环连续记录；4．水位比例：1:1、1:2、1:5、1:10四种；5．水位记录误差：水位变幅10m，比例为1:1，1:2时，误差±1.5cm；比例为1:5，1:10时，误差±2cm；6．时间（横）坐标：每小格(2mm)表示10min，每大格(12mm) 表示60min，共26h；7．水位(纵)坐标：每小格为1mm，每大格为1cm，共40cm；8．浮筒直径：Φ200mm，内装1.3kg砂石；9．感应灵敏度：＜3mm；10．水位最大变率：40cm/min（1:2，1:5，1:10），30cm/min（1:1）；·1·11．环境温度：-5~45℃（水面不结冰）。
三、安装使用1．仪器应牢固地安装在特建的水位台上。
2．自记钟①快慢的调节打开钟盖板，拨开钟板密封窗，然后按下述方法对快慢针进行调节；时间快，往顺时针方向拨；慢，往逆时针方向拨。
②清洗一般每年要清洗一次，清洗工作可在当地钟表修理服务部进行。
③换用仪器使用的自记钟为全国统一机芯小台钟，便于维修。
如换用，可向我厂购置。
换用时，可将盖板上之螺丝拧下，自记钟即可卸下。
3．记录笔记录笔是特制的小钢笔，吸满一次水可用一星期左右。
使用一段时间后，应用清水洗涤一次。
笔尖部分严忌油污，以保证绘线流畅。
墨水是气象专用墨水，用完必须盖严，以免尘沙混入和水份蒸发，影响正常记录。
4．换记录纸准备：为了便于安装，将记录纸二端直角折（或裁）成约30°斜角备用。
卸纸：松开水位轮固定螺钉，扳开拨钉，使两拨杆松离，即可取下记录纸。
装纸：将记录纸二端插进滚筒槽缝中，记录纸时间坐标线应·2·与槽缝对齐。
使记录纸紧贴在滚筒上，扳紧拨钉，两拨杆之橡皮轮即可夹紧记录纸。
对水位：根据水尺读数对准水位，再并紧水位轮螺钉。
5．对时每天换纸时，即应将钟上满发条，上发条时，应转动笔架螺丝使记录笔抬离记录纸，然后用左手按反时针方向（←）拧动旋动帽。
对时时，转动微动轮，使记录笔尖对准记录纸上相应时间，最后，拧松笔架螺丝，放下记录笔。
为消除传动间隙，保证记时准确，调整时应使笔尖稍向左（←）移动一些，然后再往右（→）调整。
6．水位轮及浮筒钢丝绳的安装位置7．更换弦索①弹簧一端绕扎康铜丝，并套在螺丝上，拧紧；②康铜丝绕过滑轮；③穿过孔，绕过滑轮；④沿绕线轮的螺旋槽绕二圈；⑤绕过滑轮，穿过孔，略微转动微动轮，带紧下段的康铜丝；⑥套在弹簧另一端，拉紧，并将尾端牢固地回绕在康铜丝上，最后拧紧螺丝。
注意：弹簧应拉紧。
为此，绕线前，可将滑杆向左抽出4毫·3·米，固紧。
待绕好线，转动微动轮，使笔架来回走几圈，各段康铜丝均匀地拉紧后，再把滑杆推进，固定螺丝。
弦索（康铜丝）在保存与更换过程中，应非常小心，严防打结，以免发生断折。
四、仪器全套1．SW40型日记式水位计 ······································· 1台2．水位轮···························································· 1件3．水位轮螺钉······················································ 1只4．Φ200浮筒（使用时装入1.3kg砂石）··················· 1件5．平衡锤···························································· 1件6．12米Φ1不锈钢丝绳·········································· 1根7．记录纸························································· 200张8．气象墨水························································· 1瓶9．记录笔（备用件）············································· 1支10．弦索Φ0.2康铜丝（备用件） ····························· 1件11．说明书 ·························································· 1本12．产品合格证 ···················································· 1份地址：天津市武清区曹子里乡花城中路东侧综合办公楼205-02号电话：（022）29552729邮政编码：301727·4·。
