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关键词: 复杂地形,风资源分析,风场选址
Abstract: with the development of the cause of the our country building, the quality of the housing construction project are constantly improve, this not only improved housing project construction unit economic benefit, but also for the user of the housing construction provides more safe, comfortable and elegant living, office environment. Therefore, in the housing project construction process, the project quality control and management is very important. This paper mainly aimed at building construction engineering quality issues to discuss, it put forward to enhance the quality of housing construction project countermeasures, and then demonstrates the continuously improve quality of housing construction project in promoting the construction of vigorous development process as crucial role and significance.
Keywords: housing construction, engineering quality, quality control, management strategy
Abstract: along with the social new energy demand is increasing, and wind power in the new energy, the proportion of the is also in constant increase. But in wind farms existing in the construction of the various kinds of difficulties, especially in the complex terrain of wind power projects will encounter more difficult problem, complex terrain in the resources analysis and wind farms location is one of the key issues. In this article, through a wind farm project example, discusses the planning design stage and the surrounding wind farms within the scope of the wind resources situation, based on the complex terrain specific situation primary site, preliminary estimate wind farms, with a total installed capacity of wind farms, development and construction sequence and regional closed wind towers set scheme.
Keywords: complex terrain, the wind resource analysis, wind field location
中图分类号:D912.6文献标识码:A 文章编号:
1 概述
风能是一种蕴藏巨大的清洁能源。从理论上讲,地球上1%的风能就能满足全世界的能源需要。根据世界气象组织(WMO)分析,全球风能总量为3×1017kW,其中可利用的风能为2×1010kW,是地球上可利用水能的20倍。开发和利用风能资源不仅可以成为新世纪的替代能源,而且有利于生态环境的建设。因此,在可再生能源中,风能是一种非常可观的、有前途的能源。
风力发电在可再生能源的利用中有着不可估量的发展前景,但是随着风电场的发展,规模不断增大,风电场所在的地形也越来越复杂,随之而来的问题也就越来越多。其中风资源分析和风电场选址作为风电场建设项目的前期工程,对风电场效益及风电场的成败起着重要的作用。
2 风电场规划阶段主要工作内容
为了促进风电事业发展,确保风电场建设的有序开展,风电项目规划阶段的主要工作内容如下:
1、对规划风电场的建设条件进行调查,取得可靠的基础资料,并进行分析归纳,作为规划的依据。
2、根据风能资源普查成果及土地利用规划等初步选定各规划风电场场址。
3、对各规划风电场的风能资源、工程地质、交通运输及施工安装等建设条件进行分析。
4、初步估算各规划风电场的装机容量。
5、提出各规划风电场的接入系统方案。
6、对各规划风电场进行环境影响初步评价。
7、对各规划风电场进行投资匡算。
8、经综合比较,确定规划风电场的开发顺序。
3 规划阶段的风电场选址
建设风电场最基本的条件是要有能量丰富、风向稳定的风能资源,选择风电场场址时应尽量选择风能资源丰富的场址。在复杂地形条件下,规划阶段的风场选址需要考虑更多的因素。
规划阶段,拟建的风电场内没有设置测风塔,要进行风场内的风资源分析,一般借助现有资料推算。中国气象科学研究院和部分省区的有关部门绘制了全国或地区的风能资源分布图,按照风功率密度和有效风速出现小时数进行风能资源区划,标明了风能丰富的区域,可用于指导规划阶段选址工作。有些省区已进行风能资源的测量,可以向有关部门咨询,尽量收集候选场址附近已有风电场的测风数据和运行记录,对候选场址内的风能资源进行评估。
复杂地形中的风电场选址还要考虑交通运输和施工安装条件。风能资源丰富的地区一般地理位置比较偏远,大多数场址需要拓宽现有道路并新建部分道路以满足设备的运输。在风电场选址时,应了解候选风场周围的交通运输状况,对于风况相似的风场,尽量选择那些离已有公路较近,对外交通方便的场址,以利于较少道路的投资。同时还要考虑风机等设备安装施工时需要占用的空间,应尽量选择在主风向上开阔、宽敞、障碍物少的场址。
对于场址非常平坦、地形简单的规划风场,规划阶段可暂按5000kW/km2来估算风电场装机容量,即风电场规划装机容量(万kW)=0.5×风电场场址范围面积(km2)。对于复杂地形风电场,应根据风电场风能资源,交通运输及施工安装条件选择合适单机容量的风电机组,并在拟定的风电场场址范围内根据风况特征,结合地形条件初步布置风电机组,估算风电场规划装机容量。
4 工程实例
4.1 概述
北方某省YG县总面积1678平方千米,最高海拔2420.5米,最低海拔980米,一般海拔1900米以上,中部形成南北两个盆地。山区占全县总面积的31.7%,川区占36.5%,丘陵区占31.8%。
YG县地处中温带,属大陆性季风气候,冷热分季明显,日夜温差明显,年平均气温7.1℃,年平均降水量400毫米左右,年平均蒸发量2000毫米,平均日照时数2711.5小时,平均风速3.0米/秒,平均无霜期136天。冬季受来自西伯利亚和蒙古强冷空气的控制和影响,寒潮大风天气频繁,盛行西北风;春季继续受冷空气影响,大风日数多,直到春夏之交才消失;夏季由于受副热带高压影响,降雨集中,气温较高,风速一般较小;秋季由于冷暖气流交替,昼夜温差大,风速逐渐变大。大风月集中在3-5月,一年当中7、8月的风速最小。
拟建YGCC风电项目位于YG县的西部,地貌属于高山区,地形起伏较大,场区高程约为1250~2050m。
4.2 风资源分析
拟建YGCC风电项目附近没有已建成的风电场,也没有已经投入运行的测风塔,所以在规划阶段风资源分析的依据主要来源于气象站测风数据。
距离YGCC风电场最近的气象站是YG县气象站,至风电场中心位置直线距离为18km。YG气象站,建于1957年,站址设在YG县城城郊,观测场海拔高度为1050.3m。建站至今已有连续50余年的实际观测资料。
根据YG气象站的气象要素,极值统计见表2-1。
表2-1 YG气象站气象资料统计表
根据YG气象站1980~2009年30年逐月平均风速资料统计(表2-2历年平均风速,表2-3多年逐月平均风速),多年平均风速为2.02m/s,1980年平均风速最大为2.69m/s,2003年平均风速最小为1.63m/s。从风速年内变化表中看出,总体表现为春季风速较大,风速最大月份为4月,最小月份为8月,具有明显的季节变化特点。
表2-2 YG气象站历年平均风速变化表
表2-3 YG气象站多年逐月平均风速
根据YG气象站多年风向资料统计结果,多年平均风速频率风分布表2-4如下。根据分析结果,可知该地区主导风向为西北西风(WNW);其次为西风(W)、西北风(NW)。
表2-4 YG气象站各年风向频率统计结果(%)
4.3 风电场选址
根据YG气象站多年风向、风速数据统计,结合风电场地形特征,主要利用山上高台错落布置风机。Global Mapper软件处理后的风电场地形见图2-1。
图2-1Global Mapper处理后YGCC风电场地形图
如图2-1所示,图中红颜色的区域高程较高,由于山地地形的作用,在高程较高的山顶部,风的流线加密,风速也会相应的加强。在山的背风面,流线散乱,风速急剧减弱,且有下沉气流,由于重力和惯性力作用,山脊的背风面气流往往成波状流动,还会产长较大的湍流,对风机长期的运行安全产生不利的影响。所以风机应尽量布置在山顶及迎风面高程较高的地方,尽量不要在山脊背风面布置风机。
YG气象站位于风电场的东边,直线距离有18km,气象站测风的高程与拟建风电场的平均高程相差大约600m,根据有关的气象学理论,气象站历年的风向数据可能会和风电场内的风向有些偏差,但是基本可以代表风电场的风向分布;但是气象站的风速数据由于诸多因素的影响,不一定能代表风电场内的风资源情况。需要考虑地影响及海拔高度对风速的影响进行推算。
根据公式推算,风电场10m高度年平均风速在45~5.5m/s之间。根据目前风力发电机组的制造水平、技术成熟程度和价格等因素,结合风电场的风况特征,机组的安装和设备运输条件,针对风电场区地势起伏较大,山区内交通运输条件相对较差的具体情况,规划阶段确定选择的单机容量为1500kw,轮毂高度暂定为70m。利用风切变公式,根据风电场10m高度风速,推算风机轮毂高度70m高度风速。
规划阶段估算风切变系数,可根据风电场的植被、地形和气流稳定度等因素,酌情选取切变系数。根据工程经验和研究成果,当风电场建于山脊时,建议切变指数在0.01~0.05范围内选取。经过计算后,风电场70m高度年平均风速可达到6.5~7.0m,初步判断具备开发价值。
风机布置方案为将风机布置在图2-1中下部两道高程较高的山脊之上,两道山脊的走向与主风向基本垂直,这对于风机布置是非常理想的自然条件。另外根据风电场内的村庄、矿产等分布情况,规划阶段在风电场内共布置了66台1500kw的风机,总装机容量为99MW,分为两期建设,每期33台风机,装机49.5MW。风机布置见图2-2。
图2-2 风电场规划布置图
4.4 测风塔设置方案
为了以后阶段设计工作的顺利进行,必须要在拟建的风电场内设置测风塔。风电场可行性研究中风资源分析需要测风塔至少一整年的测风数据为基础,所以规划阶段初步选址确定后,应尽快设置测风塔,并且测风塔的位置一定要具有代表性,可以代表整个风电场的风资源情况。平坦地形风电场一期工程一般设置1座测风塔,复杂地形中应根据现场条件适当增加测风塔的数量。本项目两期风电场一共设置3座测风塔,测风塔的位置见图2-3。
由于本项目现场自然条件比较恶劣,测风设备选用精度高、性能好、功耗低的自动测风设备。设备具有抵抗自然灾害和人为破坏,保护数据安全准确的功能。
图2-3 测风塔布置图
5 小结
本文主要讲述了我国国内风电项目规划设计阶段的主要工作内容,并结合工程实例对复杂地形风电场规划阶段的风资源分析,风电场初步选址、开发顺序以及测风塔设置方案等内容进行详细深入的探讨和研究。规划设计阶段是整个风电场设计任务中首先开展的工作,对整个项目具有指导意义,也是后续设计工作顺利开展的基础。
参考文献
[1] 刘万琨,张志英,李银凤,赵萍,风能与风力发电技术[M],北京:化学工业出版社,2006.9,ISBN 7-5025-9391-8
[2] 宫靖远主编,风电场工程技术手册[M],北京:机械工业出版社,2004.3,ISBN 978-7-111-14023-8
[3] (美)Tony Burton等著,武鑫等译,风能技术[M],北京:科学出版社,2007,ISBN 978-7-03-019709-2
关键词:气象站辅助用房;设计要求;注意事项
引言:气象站辅助用房的主要功能为办公和科研,根据腾冲,开平,鹤山,江门,高州,廉江,徐闻,饶平,茂名,云浮,恩平,上川岛,潮州等地区的气象站辅助用房建设的经验总结。气象站辅助用房的建设迫切而重要。
1.方案设计的要求
1.1使用要求
气象站辅助用房通常需要满足的主要使用功能为:办公,值班休息,展览,会议,部分单位需要配备制氢室。以《开平气象灾害监测预警中心》为例:其首层布置门厅,科普展览区(100㎡),会议厅(100人),小会议室(90㎡)和若干办公室。二层布置办公室,值班休息室,档案室和财务室。三层布置办公室,值班休息室和天气预报可视会商平台(200㎡的房间,需要直通气象观测场)。
除了主要使用功能,建筑物还需要以下辅助用房:消防(平时)水池和水泵房,发电机房(视当地供电条件设置),变压器房,低压房,消防控制室(位于首层,需要直出室外),每层附设洗手间,部分项目还要求设置制氢室。
建筑物常用的竖向交通为开敞楼梯(需要满足建筑设计防火规范要求)和电梯,水平交通为开敞的外走廊和满足自然通风的内走廊,竖向交通旁边附设强弱电管井。
1.2如何保护周围环境,节地和节能
气象站辅助用房通常位于市郊的山区,设在气象站观测场地的附近,如何能做到尽量少的砍伐树木,开山挖土和回填土方,减少水土的流失和对环境的破坏,是设计师需要面对的现实问题。为了选择合理的设计方案,设计师首先需要勘查现场,根据基地的标高关系,基地和道路的位置关系,再综合景观朝向,采光日照,通风条件以及与气象观测场地的相互关系等等因素选择出建筑物合理的位置和朝向。确定以上内容以后,设计师尽量顺应现状地形和地势,采用灵活的院落式布局建筑主体,通过设置内天井,半围合庭院,架空长廊有效的保护名树古木,避开难以开凿的岩石和局部低陷沟谷,溪流。
以《恩平气象局业务用房》为例(如图一左上)基地位于坡度较大的山体上,地质条件较好,建筑物采用了依山而建,步步跌级的布局。最大限度的减少了土方的开挖,降低了对原始山体的破坏,省却大量挡土墙。建筑设计完成后,设计师需要复核土方量能否基本平衡,然后通过计算结果重新调整基地和建筑物的绝对标高。
在节能方面,设计师选用合理的建筑形体系数,运用以下节能措施:合理布置开敞外廊,设置竖(横)向的遮阳板,布置设有百页的空调机位,设置面积,位置和开启面积合理的外窗,采用保温隔热性能好的屋面材料和设置种植屋面。尽量少设幕墙和不必要的大面积玻璃窗。在设计完成后,设计师要进行节能验算,复核该建筑能否满足节能建筑的要求。
1.3如何与景观融为一位,如何体现美感
气象站辅助用房大多位于青山绿水,室外桃园般的山林中,有的依傍在山脚,背山面水。有的伏在山脊,云雾环绕,俯瞰美景。美好的环境如何去体现,建筑如何与景观融为一位,值得我们认真思考。
以《江门市新会(银湖湾)海洋综合气象探测基地》为例(如图一左下)该建筑北临湿地公园,设计理念紧扣《水》的主题。建筑布局成曲折的带状,呼应主体风格的中式园林环绕着建筑四周。远远望去,亭台楼榭高低错落的组合在一起,犹如蜿蜒的长廊凌驾在湖上,沿着环绕建筑的木栈道走,凉风习习,水汽氤氲,令人仿佛置身画卷之中。
以《腾冲气象局新址业务用房》为例(如图一右下)该项目的用地狭长,呈葫芦形状位于山脊上。设计师通过实地勘查,反复比对现状,地型图和地质资料,选择出山脊较平缓宽阔的一段放置建筑主体,建筑的外形设计成两个穿插在一起的长方体,简洁,稳定而充满张力,像一架即将启航的飞机,像一把张满的弩,又像伏在山头的雄鹰。
以《鹤山气象局业务用房》为例(如图一右上)项目位于山谷之中,面朝一口半月形的山塘,漂亮的外立面为青山绿水增添了一笔亮丽的色彩。在立面的表现上,设计者采用对比立面的虚与实,体量的大与小,颜色的明与暗,材质的粗与细,通过这些方法体现均衡与稳定,主从与重点,对比与协调,韵律与节奏,比例与尺度等等构图规律,运用美学原理来表现建筑。
2 .设计注意事项
气象台站站址应当保持长期稳定,任何单位或者个人不得擅自迁移气象台站。禁止实施下列危害国家基准气候站、国家基本(一般)气象站探测环境的行为:
(一)在国家基准气候站观测场周边2000米探测环境保护范围内或者国家基本气象站观测场周边1000米(800米)探测环境保护范围内修建高度超过距观测场距离1/10(1/8)的建筑物、构筑物;
(二)在观测场周边500米(200米)范围内设置垃圾场、排污口等干扰源;
(三)在观测场周边200米(100米)范围内修建铁路;
(四)在观测场周边100米(50米)范围内挖筑水塘等;
(五)在观测场周边50米(30米)范围内修建公路、种植高度超过1米的树木和作物等。注:括号里的内容为一般气象站
为了避免气象站观测场受到影响,气象站辅助用房的高度不允许超过观测场,其突出屋面的水池,梯屋要尽量低矮,远离观测场(不允许正面遮挡观测场)。
气象台站水电解制氢建设要求
制氢房及储氢室应选择远离繁华的街道、住宅和火源区域;不宜位于明火源
的下风方;必须与民用建筑相距25米以上,与重要建筑相距50米以上。制氢室、储氢室和充气室必须互为独立,且制氢室和储氢室两者的距离≥5米。以上建筑通风良好,严禁烟火,室外要有明显的警示标志,并有健全的安全措施。主体
均是防爆间,顶棚和墙壁采用阻燃材料建造,地面采用防火花地面。应采用轻质屋顶和有利于泄压的门窗,各房间门、窗的面积与房间体积的比值(㎡/?)介于0.05~0.22,以利于泄压。建筑的房屋内顶棚表面平滑,不应有易积聚氢气的死角,最高处设天窗或通风孔(控制室也设天窗或通风孔),以利泄漏的氢气逸出室外,通风孔直径不小于200mm。
3.设计过程中出现的问题
范例1:腾冲气象局新址业务用房位于远郊山区,材料的运输成本很大。
解决方法:该项目的挡土墙采用就地取材的毛石修筑,墙体使用当地生产的多孔砖砌筑(需经过结构和节能复核),外墙和楼地面使用本地出产的火山石板材铺设,幕墙用结构梁分隔,改成普通玻璃窗。
范例2:腾冲气象局新址业务用房位于山顶上,上山道路为建设单位建设及使用,接城市道路口为18米宽,相关供水,排水,市政电网接入点位置均未明确。
解决方法:供水,排水,市政电网接入点均设置于上山道路与城市路接的18米范围内。在市政水接通前,可以考虑开挖深水井解决用水,建筑的前广场设置景观水池,满足绿化用水和部分的消防用水(建筑已设有独立消防水池)的需要,建筑与场地的雨水暂时向树林排放。
4 结论
气象站辅助用房除了办公,科研等使用要求外,还具有气象专业特殊要求,如何在满足使用需要的前提下,与周围环境相互协调,表达美感和积极的新气象。如何在设计过程中克服种种不利条件,保护环境,节地和节能,这是我们需要不断学习,不断研究和探讨的课题。
参考文献:
【关键词】云计算 ;气象管理;数据分析
一、气象数据管理的发展现状
1980年左右自动气象站诞生,以后快速发展。由于自动气象站和信息化的飞速发展,所以大部分国家都逐渐建立起来较为完善的气象观测系统。事实上气象系统在不断发展过程中多项环节实现了里程碑式的发展。例如气象系统的规模由原本的单站发展到后来的多站组网应用、而通信方式由原来的有线短距离发展为后来的无线遥感传输、信息方式原来是借助单机模式,后来发展到客户机/服务器模式,再到现在的浏览器/服务器模式、应用范围上气象数据的作用也有传统的单纯的气象观测转而为机场和农林以及交通领域提供服务。
(一)国外对于自动气象观测及数据管理分析系统的建设
目前国外成功应用并且较为著名的气象观测及数据管理分析系统主要有三个,第一个是美国自1991年建立的主要地面观测系统,该系统的站网共1000多个,美国的这个主要地面观测系统每隔一个小时提供一次自动检测报告,所以对于全面气象检测系统的及时性和准确率有很大的帮助;第二是日本的AMeDAS地面气象观测系统,该系统由1300多个自动气象站网构成,并且这些自动气象站网中最主要的气象站为六要素常规自动气象站、自动雨量站和自动积雪深度观测站。AMeDAS所提供的气象观测资粮很好的保证了日本的气象观测业务的数据的完整可靠;第三是芬兰独立开发的MILOS系统,并且在此基础上自主研发了MILOS气象观测网络,目前芬兰的各个代表性的区域都有此系统的设备安放,以保证无人自动观测,并且MILOS气象观测系统一大特点就是可以很好地提高局地性小尺度天气系统的监测和预警能力。
(二)我国对于自动气象观测及数据管理分析系统的建设
对于我国而言,2008年应该是我国的自动化气象站网建设的新纪元。到2008年为止,我国的国家级地面气象观测站基本实现了对于气温、气压、空气湿度、风、降雨、地温、辐射以及蒸发但常规气象要素的自动化观测。但是我国的自动化气象站网在2008年之前,对于云、能见度、天气现象等观测项目却依然未能实现自动化。而在2008年之后,我国显著加大了对于自动气象观测及数据管理分析站网的研制和投入,并且依靠原有的自动气象站技术为基础,大力开发新型自动气象站来替换原有的自动气象站,并且还大范围推广自动土壤水分观测仪和能见度、固态降水自动观测设备。
2008年之后我国大力发展的全新的自动气象站的投放使用和组网建设,很好地促进了我国的气象网络系统的程序。在2005年的时候,由我国的我,国家科技基础条件平台出资,我国的气象信息中心与国内的众多单位和科研机构共同研发了“国家提倡网络计算机应用系统”,由于该气象系统诞生,让我国很多偏远落后的地方区域对于气象计算资源的需求得到了满足,从而也促进了气象网络资源共享平台的实现。
二、云计算的定义
云计算又名CloudComputing,这是一种全新的商业计算模型,云计算可以将计算任务分布着大量计算机所构成的资源池上,从而可以保证各种应用系统可以在云端安装自己所需要的资源获得相应的计算能力、储存空间和软件服务。并且这样的资源池被称之为云,该资源时具有做维护和管理特点,同时也是一种虚拟的计算资源。云计算主要是针对大型的服务器集群而设计的,例如计算服务器、存储服务器以及宽带资源等。
三、云计算如何促进气象数据管理分析
对于气象部门而言,因为现在的科学技术水平在不断发展,所以计算机可以自动完成整个业务的流程,但是想要实现这样的目标,就意味着计算机的数据处理能力需要有更高的要求,此外,构建数据中心需要投入更多的成本,而数据中心运转所需要的电力成本和空间成本以维护成本都随之而上升,针对这样的情况,我们需要深入研究如何借助较少的资源完成更多的事情。
所以在云计算介入气象数据管理分析中后,通过云计算将所有的支持服务进行外包从而使得数据中心的总运行成本大幅降低。并且云计算服务提供商负责设备采购成本,所以通过云计算进行气象数据管理分析可以很好的降低应用程序所需要的数据存储相关的IT设备的采购成本,以及服务器和个人电脑终端的成本。由于数据中心交由云计算服务提供商进行处理,所以可以很好的降低租金、电力以及冷却需求,而且从整体上而言,对应用支持环境进行简化,保证应用支持环境具有更好的伸缩性,其实际的扩张或者收缩可以根据用户实际所需要的服务进行变化。
(一)基于云计算构建一个新的气象数据中心
通过对硬件的容量进行扩大并且对软件进行简化来实现数据的重新配置。借助云计算,虚拟技术可以将网络中的所有的服务器、存储空间以及网络虚拟成一个资源池,并且进行统一的灵活调配,物理平台与每一个应用部署的环境无关,而是通过虚拟平台进行管理,加强对应用的五扩展、迁移及备份。
(二)引入云计算与软件即服务
所谓的软件即服务就是指是一个基于WEB的软件平台,然后允许运营商经过此软件平台向用户提供软件线上租赁的使用模式,其实这就是云计算服务在客户端的一种表现状况。除软件即服务之外,云计算还有其他服务,比如某些云计算应用商提供计算资源出租服务。当前提供软件即服务的厂商很多都没有实行彻底的云计算架构,所以其数据中心也没有完全符合云计算的计算特征,同时也没有大量的可以用来出租的计算资源。
(三)云计算加强气象数据管理分析
在把云计算引入到气象业务中之后,可以构建一个包含各种各样物理计算资源的资源池,通过云计算平台对资源池进行合理的管理,然后在资源池上动态的创立一个虚拟的资源池,并且将其作为一个全新的气象数据处理中心,用户只需要通过终端向云计算管理平台发送指令,就可以实现新的资源的添加以及原有资源的更改。这种全新的思路和解决方案可以显著地提高气象数据管理分析的效率,同时也积极影响气象现代化建设的发展。
四、总结
作为新生的事物,云计算肯定依然存在种种缺点,但是无论如何,云计算为我们提供了一个全新的思路,可以说,正是由于云计算时代的到来,可以帮助气象数据管理分析实现跨越性的发展。
参考文献
[1]李响.云计算风云乍起[J].计算机世界报,2008.
关键词:大气探测;实践教学;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)47-0152-02
一、引言
大气探测是大气科学的重要分支之一,为天气预报、气候分析、科学研究以及国民经济各部门直接提供常规的资料和数据[1]。《大气探测学》是大气科学专业各个方向学生的一门必修课,而实践教学是在《大气探测学》课程结束后进行的一次综合地面气象观测实践教学课。通过实践课程的学习,学生能够在掌握大气探测基本理论的基础上,了解气象观测站的工作性质、日常工作业务,并熟悉大气探测仪器的操作及地面气象观测方法等内容。
我国的大气探测是围绕大气科学的研究和气象业务实践所展开的。近年来,新兴的电子技术、遥感技术、通信技术等使我国大气探测技术正在向自动化、科学化的方向发展,探测效果和探测水平显著提高的同时,也扩大了探测的空间性和连续性。其中,自动气象站的组建标志着我国大气探测技术达到了新的里程碑[2]。我国自动气象站的建设始于2004年,但一直是人工观测和自动站观测双轨运行。经过多年的努力,显著减少了人工观测任务,地面观测自动化工作取得了较大进展。直至2013年底,地面气象观测业务调整经历了历史上力度最大的一次改革,改革内容包括观测、传输、资料、预报、服务等业务环节,改变了以往的业务工作模式,并从2014年1月1日开始,全国地面气象观测业务均按新的业务标准运行,同时完善业务技术规范、规章制度和业务流程,完成所有监测台站地面气象观测业务自动化建设。而未来的目标是所有台站将实现地面气象观测要素的自动化观测和综合观测业务平台业务化运行。
为此,结合我国大气探测发展的特点和趋势,以及目前大气探测实践教学过程中存在的问题,为实现培养适应中国气象现代化业务体系建设的专业技术人才的目标,笔者认为应加大大气探测实践教学的改革力度,着重从以下几个方面考虑。
二、更新教学内容,使人才培养贴近气象业务
以往的大气探测实践教学内容主要是地面气象观测站常规观测业务,包括熟悉人工和自动气象站的观测流程,掌握各种气象仪器的观测和记录方法,熟悉地面天气报告的编发规则,了解地面气象测报业务系统软件(OSSMO 2004)的应用,整体实习内容主要侧重于人工观测部分。然而,随着我国地面气象观测业务的改革,人工观测已然被自动化观测所取代。因此,为了提高教学质量,使人才培养更能够贴近气象业务,必须加强实验实习教材的建设,调整实纲及教学内容。教学内容的更新,应本着“立足当前、面向未来、兼顾历史”的原则[3]。由于人工观测仪器的构造和原理是《大气探测学》的基础,为此,人工观测实习内容不能摒弃,而是应该及时更新并将侧重点放在自动气象站观测仪器上面,并在此基础上增加自动气象站的内容,包括熟悉自动气象站仪器的使用与维护,掌握自动气象站仪器常见故障的排除方法以及新型自动气象站业务软件(ISOS-SS)部分等,编写综合性探测实习教材,提高教材质量。教材内容应体现学中做、做中学,尽量应用实际工作中的实例和数据,加强实际工作中经常出现而教材上没有的内容的练习。通过大气探测实习课程,让学生更好地掌握我国气象观测站的现行业务。
三、调整教学模式,提高学生的实践动手能力
传统的大气探测实践教学模式是实践课依附于理论课,学生对理论知识与实践结合得不够好,实践动手机会不够多。同时,实践教学内容缺乏对学生创新能力的培养。因此,应正确认识实践教学与理论教学的关系,坚持实践教学与理论教学并重发展[4],尽可能避免出现学生不能满足工作岗位的能力需求,解决不能独立开展工作和解决实际问题。
为此,结合实际,首先,应增加大气探测实践教学的课时数。气象类专业的课时数由原来的16学时增加到32学时,并根据更新后的教学内容重新调整课时的分配,减少教室授课内容,增加学生到实习基地的观测次数;其次,对于教学内容的深度,需在有限的课时内尽可能地减少与《大气探测学》重复性的知识点。另外,让学生更多地接触仪器,参与仪器的故障排除和仪器维护,从而增强学生的动手能力和创新思维,培养学生的参与意识,提供更多接触实际的机会;最后,多一些上机操作,熟悉地面气象测报业务系统软件的操作,以达到促进学生实践能力和创新能力培养的教学目的。
四、建立科学的管理机制,确保实践教学质量
实践教学环节在培养学生实践能力和创新能力方面,发挥着越来越重要的积极作用,而学生这种能力的培养主要是在实习基地完成的。中国气象局综合观测培训实习基地(南京)是我校大气探测实践教学平台,于2010年5月正式成立并运行,为了实践教学得以顺利进行,必须对实习基地进行科学地管理。
经过地面气象观测业务全面改革后,多数气象站都是以新型自动站为主,目前比较突出的问题是实习基地现有的仪器设备已逐渐不能满足教学要求,导致先进专业探测人才的培养受到制约。因此,首先应加强实习基地建设,为学生提供良好的实习设备与环境,让学生开阔视野,提高实践能力,得到应有的锻炼;其次,以往实践教学过程是教师带领一个或多个班级到实习基地进行操作,所以以教师演示为主。为了能让每个学生都有实际操作的机会,我们也进行开放式实践教学,即自主安排实践时间和进行实践操作[5]。但同时也带来了一些弊端,比如仪器损耗大,尤其是人工观测仪器,学生在操作过程中,稍有不慎就会损坏仪器。所以,针对此问题,应建立一套合理的管理体系,加强实验室开放管理,完善规章制度,引入学生自主管理机制[6],培养学生实事求是的态度和良好的实验习惯[7],确保不影响实践教学质量。
五、加强实践能力的考核力度,实施考核方式多样化
一直以来,大气探测学实践教学考核都是以开卷、笔试的形式为主,主要考虑地面气象电码的编发是实践教学的重点,但单纯地只考这部分内容,容易造成学生对观测方法和仪器操作及维护,业务软件等方面不够重视,甚至忽视,以至于出现一部分同学不操作而抄袭他人观测数据的情况。因此,应改变传统的考核方式,实施考核方式多样化,将考核内容分为平时考核、理论考核、操作考核。即将学生的总成绩分成三个部分,其中平时成绩占10%,具体评价学生的出勤情况和学习态度;卷面成绩占50%,主要考察学生对基本知识的掌握程度;实际操作占40%,考察学生对仪器操作及维护的熟练程度。通过实践让学生全面掌握大气探测方法和手段,提高学生的综合能力。
六、加强教学团队培养,提高教师的专业素养
专业教师决定实践教学的质量和效果,其能力和素质的高低直接影响学生学习的积极性和学习效果[8-9],所以加强实践教学团队的培养至关重要。
首先,专业教师应结合学生的具体实习情况(比如对某一实习内容的掌握程度)勤于总结教学经验,查找不足,优化教学内容和教学方法。
其次,多关注中国气象局对于大气探测业务的新标准、新规定及探测技术研究的新热点,了解大气探测的发展动态,加强相关教师之间的学术交流,参加中国气象局关于大气探测改革的培训,不断更新知识。只有专业教师的教学水平的不断提升,才能提高教学质量和教学效率,才能使学生的实践能力得到提升,为学生的学习和就业打下良好的基础。
最后,相关专业教师也应有更多接触社会的机会和时间。从提高教师本身的实践动手能力入手,制定出专业教师到各省气象局参加专业实践工作的实施方案,提倡专业教师到气象局进行相关实践活动或调研。同时,每年召开一次气象局专家和学校专业教师共同参加的教学研讨会,根据气象业务需求和实际情况,局校合作研究、修改、完善教学计划和课程标准,理论与实践相结合,共商人才培养。
七、结语
大气探测实践教学的目的是结合理论教学内容提高学生的实践操作技能,是学生从学校走向气象工作岗位的重要实践学习环节。在教学过程中,专业教师将进一步开拓思路,积极探索,理论联系实际,不断提高实践教学水平。只有结合大气探测的发展特点和趋势,不断地进行改革,才能使学生们有更多的学习收获,为学生毕业后能更快地适应气象部门的工作岗位需求打下坚实的基础。
参考文献:
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[4]张忠福.建立以能力培养为中心的实践教学体系[J].实验技术与管理,2011,28,(2).
[5]黄绍平,李靖.创新实践教学模式,培养高质量工程人才[J].实验技术与管理,2012,29(1).
[6]张颖.以实验管理来培养学生实验习惯[J].现代教学,2009,(5).
[7]王竹林.实验室良好习惯的培养[J].实验技术与管理,2011,4(28).
[关键词]月报表;审核;疑误
中图分类号:P468 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0165-01
1 引言
随着气象现代化建设的发展,新型自动气象站在各气象观测站点相继投入业务运行。新型自动气象站每月给上级审核部门上报2个数据文件:地面气象观测数据文件(简称A文件,要素齐全,是制作月、年报表所必须的),分钟数据文件(简称J文件,包括本站气压、气温、相对湿度、降水量和风)。审核人员利用地面气象测报业务软件中的审核程序审核此两个文件。机审给出两类疑误信息:一类为错误信息,矛盾记录必须更改,另一类为可疑信息,需人工判断其正误。本文通过对织金县气象局安装新型自动气象站近半年及旧型号自动气象站运行以来各月报表资料审核情况,结合综合气象业务体制改革造成台站参数和观测项目变化所引起的疑误信息的分析,总结出各错误及可疑信息的原因,从而更好更准确地作好月报表审核和数据维护工作。
2 基本参数设置
每个月在进行文件转换和审核前要确保台站的基本参数与转换的B文件相一致。一般情况下,基本参数设置部分少有改动,但是当台站观测任务及观测项目有所调整时要注意参数的变化。尤其是综合气象业务体制改革给观测项目带来很大变动,这就要求在台站基本参数设置上一定要做到严谨、细心,特别是升级的台站。
但是,在确认台站各参数正确之后,由于新型自动气象站观测项目的变化而使台站参数发生改变时,会造成审核报表时出现错误信息提示的情况。如:本站在今年元月份审核2014年12月份报表时审核单就出现“文件首部参数与台站参数表不符”的错误信息,再调2014年其他月份的报表审核也出现相同的情况,综合分析得出是由于台站观测任务、观测时次发生改变的原因,因为自2015年1月1日起本站启用新型自动气象站,而2014年的观测项目与现在的不同,所以用现在的参数设置审核以前的观测数据就会出现参数不符的提示。如果把参数改为2014年的相关参数,则不会出现这种错误提示。
3 建好本站的审核规则库
众所周知,计算机审核报表的依据是审核规则库,因此,建立运用好台站的审核规则库对报表的审核非常重要。然而,规则库的数据来源于本站各要素历年出现的上、下限左右的值,由于本站新型自动站是2015年正式运行,其大型蒸发也自2015年起才使用,之前的蒸发量所用数据为小型蒸发测量值,相关蒸发量历史数据所建立审核规则库在报表审核时会出现超极值的情况,在判断观测值正常的情况下,这就需要及时对审核规则库数据进行更新。在设置其数据范围时如果数据跨度太大,将会漏掉部分凝误信息,从而达不到审核判断正误的目的;如果范围设置太小,就会滤下太多的凝误信息,这就要求审核员要加以判断其凝误记录的正误。如本站草面温度在历史数据资料较少的情况下,审核规则库范围就设置得比较窄,致使报表审核中常出现记录超气候极值或相临两时次变化异常的可疑信息,这就需要结合观测记录来综合判断所提示的值是否可用,如果提示值是可用的,则要修改审核规则库里相应的数据。
4 数据维护
各日观测及采集数据是地面气象观测的基本数据资料,是月报表的资料来源,它的准确性直接影响到天气分析结果,从而报表预审员在审核报表时就得面对大量数据,判断疑误记录是一项非常繁重的工作,要求预审员不仅要具有一定的观测知识,还要了解各气象要素之间的相互关系和一般规律。
在数据维护时要查看各要素的小时值和日极值是否出现野值,以及日极值出现的时间是否正确,对微量降水进行人工干预,对纯露、雾量的影响要删除,查看跨月降水记录,以作好跨月降水量的处理。对于数据缺测的处理,由于现今本台站是两套自动站同时运行,新型号自动站与旧自动站观测记录可以相互代替。在数据维护中还要注意B文件和Z文件数据不一致时的数据替换,如某日个别时次每小时雨量所提示为“―”即为缺测,结合观测记录因无降水天气现象,故降水为空输,而Z文件为“―”,水汽压“e”在B文件中显示为“―”,Z文件中显示为“0”,露点温度“Td”在B文件中为“―”,而在Z文件中为“-800”,显然其在数据维护时不能替换。
在新型自动站月报表审核中,常会遇到关于气温和草面温度“相邻前后两时次的变化异常”的可疑提示,结合观测记录和当天的天气现象、自记纸记录、邻近测站记录等,出现此可疑记录的原因是当天台站出现了转折性天气,这样致使气象要素变化比较突然。然而,在报表审核中有时即使没有转折性天气,草面温度项也会出现同样的提示,结合各项记录得知,是由于日照所影响。此两项可疑记录可按正常通过。
【关键词】网络安全设备维护报文传输意义
一、引言
网络安全性的含义是信息安全的引伸。信息安全是对信息的保密性、完整性和可用性的保护。网络安全是对网络信息保密性、完整性和网络系统的可用性的保护。网络安全包括物理安全、网络系统安全、数据安全、信息内容安全和信息基础设施安全等。搞好网络安全,除在网络设计增加安全服务功能,完善系统的安全措施外,还必须花大力气加强网络的安全管理。因为诸多不安全因素恰恰反映在管理方面。良好的系统管理有助于增强系统的安全性。
二、良好的通风
自动气象站的网络设备中任何一个部件出现问题都会造成网络通讯传输的不正常,现在基层业务台站的通讯网络设备硬件包括光端机、路由器、交换机等,这些网络设备的使用需要一个良好的通风环境,温度不宜过高或过低,保障机柜空气流畅,这样有利于机器的散热。过高的温度会使仪器工作是产生的热量不易散发出去从而使仪器部件的温度不断上升,当超过额定的工作温度,会导致硬件工作不稳定,造成网络传输不通畅。
三、网络设备的安放位置
不合理的安放也是影响网络传输正常的一个因素,现在的网络设备都安放专用的机柜里,我站之前将UPS电源和所有的网络设备都放在一个柜子里,而这些网络设备又相互重叠放在一起,各电源线与信号线路都交叉在一起,所以很容易受供电系统等电源电磁场干扰和外界不良因素的影响,设备之间也没有良好的散热空间,都会导致设备因温度过高而散热不及时。出现“发烧”的症状。解决的方案就是,将UPS电源和供电系统这些电源设备单独放在一起,远离网络设备,其次将网络设备合理的放置在机柜的不同高度上,以便相互不影响,有良好的通风散热空间。
四、清除设备上的灰尘
因网络设备进入较多的灰尘,就有可能堵塞设备内部的各种接口,使硬件的正常工作受到影响。不断积累的灰尘会使硬件在运行的时候产生静电,过高的静电有可能击穿半导体芯片,另外过多的灰尘一样可使设备的工作温度升高。因此要保持机柜及网络设备的清洁,像自动站采集器维护一样,用干净的毛刷定期清理附注在仪器上的灰尘,也可用皮老虎进行吹拂。
五、定期检查仪器设备的工作状态
检查指示灯电源工作状态,电源线是否有破损,接线处是否有松动现象;所有的设备否有良好的接地,接地电阻应小于5欧姆,接地电阻不符合规范要求对于自动站供电更是不容许的,如果自动站设备的一项绝缘损坏而使设备的外壳带电时,会导致零地电压高达110v,而零地电压过高(>2v)可引起自动站设备硬件损坏,还可能造成报文误码率上升,丢包率增加,网络传输时好时坏,影响资料的正常上传;另外当仪器设备出现故障时还需要则检查是否有短路之处,由于气象台站光缆接入从地沟里进入值班室,所有进线和出线都在值班室墙角地沟里,要求值班室和地沟里杜绝老鼠的进入,以免破坏地沟里的光缆而造成网络中断,作为网络维护员应将所有设备处在正常的状态下的情况记录下来,以备仪器出现故障时及时查明原因,快速处理。
六、气象信息网络安全对策
1.技术方面
1.1 防火墙
利用防火墙可以将气象专网与互联网进行有效隔离。防火墙技术是建立在现代通信网络技术和信息安全技术基础上的应用性安全技术,越来越多地应用于专用网络与公用网络的互连环境中。在大型网络系统与因特网互连的第一道屏障就是防火墙。防火墙通过控制和监测网络之间的信息交换和访问行为来实现对网络安全的有效管理,其基本功能为:过滤进、出网络的数据;管理进、出网络的访问行为;封堵某些禁止行为;记录通过防火墙的信息内容和活动;对网络攻击进行检测和告警。
1.2访问控制
访问控制的目的是防止非法访问。访问控制是采取各种措施保证系统资源不被非法访问和使用。一般采用基于资源的集中式控制、基于源和目的地址的过滤管理、以及网络签证技术等技术来实现。
1.3 建立网络防毒体系
杀毒系统可以预防、扫描和杀除计算机病毒,防止病毒的传播扩散。网络防毒体系主要分为服务器的防护和工作站的防护。防毒体系中的服务器端产品,应该具有实时病毒监控功能,远程安装、远程调用功能,病毒码自动更新功能以及病毒活动日志、多种报警通知方式等功能,可为文件服务器的病毒防护提供便利和效能。网络工作站的病毒防护位于防毒体系中的最底层,对计算机用户而言,也是最后一道防杀病毒的要塞。
1.4 运用漏洞扫描技术,主动预防网络入浸
漏洞扫描技术是一种弥补防火墙系统不足的技术手段,用以自动检测系统的脆弱点,发现安全漏洞,及时进行修补,并可提供相应的安全建议,是一种非常积极的安全防护技术。如配备操作系统安全扫描系统,有利于发现操作系统可能存在的安全漏洞,从而提高了更新配置或升级的针对性。关闭一些不经常用的端口,从而减少受攻击的漏洞。定期对系统漏洞进行扫描和修补,确保系统的正常运行。
2.管理方面
2.1加强网络规划
在网络建设期,就要明确安全需求。制定安全政策,在边界建立符合安全政策的防火墙体系,划分内部的安全政策域,对特定的主机节点进行防护加固处理,使用合理的访问控制政策鉴别机制和安全体制,建立有效的可承受的监测体制等,并要考虑采用合适的操作系统、应用系统、安全系统。
2.2加强日常的安全管理
日常管理中,要有明确的安全管理目标,定期对网络和系统的安全性进行评估,确保访问控制政策的实施,了解网络的行为,了解用户的行为,保证网络和系统的可用性。网络中心应设立安全管理机构,负责网络安全规划、安全系统管理、安全管理培训等方面的内容。
七、小结
以上所述,为了自动气象站资料的正常传输,保障网络畅通是非常必要的,所以要将网络设备的维护,要纳入自动气象站日常维护中,以避免网络时通时断地情况发生,对资料的传输造成影响。制定系统安全策略、安装网络安全系统只是网络系统安全性实施的第一步。只有切实提高网络安全意识,建立完善的系统管理制度,加强对人员的安全教育,严格执行网络安全的各项规定,才能保证网络系统的整体安全性。
参考文献:
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佛冈作为广东省“三农”气象服务试点县之一,做好气象为农服务工作,对于推进社会主义新农村建设和农村改革发展具有十分重要的意义。重点是要加强农业气象服务体系和农村气象灾害防御体系,充分发挥气象预报预警、气象防灾减灾、应对气候变化、气候资源开发利用等方面的职能和作用。
1 佛冈县气候资源状况
佛冈位于粤北山区与珠三角过渡带,光温资源丰富、雨水充沛、空气湿润,交通也非常方便,对于发展农业来说,条件十分优越。但是,地处珠三角向粤北南岭山脉的过渡带,形成了降雨丰富、洪涝多发的特点,是广东三个暴雨中心之一。冬季风造成的低温霜冻天气,也常常给越冬作物带来严重损害,主要有春季低温阴雨、倒春寒、干旱、暴雨、龙舟水、热带气旋、寒露风、霜降风和寒潮、霜冻等。
1.1 农业气候资源丰富
佛冈属南亚热带和中亚热带的过渡区,年平均降雨量2186.7毫米,最多年份3519.5毫米,最少年份也有1138.8毫米。光照充足,年日照时长1710.9小时。气候暖和,年平均气温20.9℃;最热月为7月,平均气温28.2℃;最冷月为1月,平均气温11.8℃。无霜期长,达341天。充沛的雨量、温暖的气候,对种植经济作物有着得天独厚的优势。
1.2 特色农业发展迅速
佛冈县分北部高丘陵区、中部中丘陵区和南部平原区3个农业区,盛产荔枝、龙眼、青梅、柿子、蜜桔、芦笋、草菇等名优特产。大力开发粉葛、芦笋等一乡一品作物,汤塘镇的“竹山”粉葛已成了特色名优农产品。主要经济作物沙糖桔因受黄龙病影响,减产明显,但仍为不少农民带来丰厚收入
1.3 极端天气事件对三农影响严重
受自然地理影响,佛冈强降雨发生频率高。每年4至9月是防汛的重点时期,暴雨引发洪涝、山体滑坡等灾害。每年有90天的雷暴日,雷击容易造成野外劳作农民伤亡。12月到2月多低温霜冻天气,对越冬作物造成严重影响。此外,全县季节性干旱也时有发生。主要降雨集中在4至9月,占了全年的78%,另外半年仅占22%,容易干旱。
如1999年12月,受强冷空气和夜间辐射降温影响,21至27持续出现低温天气,最低气温零下0.3℃,23日起连续4天出现霜冻或冰冻。持续低温霜冻,造成大量经济作物冻死冻伤,主要损失作物是石硖龙眼、荔枝、白榄、香蕉、荷兰豆、马玲薯和塘鱼等。2008年1月25日至2月4日,持续受强冷空气影响,最低气温1.8℃,伴有阴雨天气。天气造成大量沙糖桔无法采收、外销。全县农作物受灾面积2000公顷,农业直接经济损失4千多万元。2013年5月15日出现特大暴雨,水头镇自动站日雨量338.0毫米,超过县气象站1957年以来最大24小时雨量记录(294.9毫米),短时强降雨导致山洪暴发,水头中学半小时内水浸达2.3米,是佛冈有史以来最严重的一次洪水。全县受灾9146人,死亡11人,失踪5人,直接经济损失11.65亿元。
2 气象服务“三农”的现状
佛冈县重视为农气象服务工作,2012年在全省率先开展“三农”气象服务专项试点工作,推进农村气象服务体系和农村气象防灾减灾体系建设。
2.1 加强气象灾害监测
全县建设了17个自动气象站、1个GPS/MET水汽观测站和1个闪电定位观测系统。建成了卫星云图和雷达回波接收显示、市县视频会商等系统。同时,通过为农服务试点工作,建立城乡统一的气象公共服务体系,有力地推进我县城乡公共气象服务均等化,实现气候资源开发利用、气象为“三农”服务、气象为经济社会发展服务,提升农村气象灾害防御和气候资源利用的社会化管理水平,提高农村公共气象防灾减灾能力和应对突发气象灾害的能力。
2.2 做好气象灾害防御规划
把应对自然灾害与实施可持续发展战略、加快建设资源节约型、环境友好型社会结合起来,以提高适应气候变化的能力。2011年8月,佛冈在全省率先实施《气象灾害防御规划》,气象服务现代化建设的投入逐步加大,服务系统整体水平有所提高,使天气预报的准确率和预报时效都有了很大的提升。
2.3 加强预报预警
2013年县政府批准成立了县预警信息中心,气象部门按照预警信息“报得早、审得快、发得出、传得畅、收得到、用得好”的要求抓好中心建设,并于2015年初投入试运行。预警信息中心同时设置应急指挥中心,整合应急、三防等其他各相关单位信息,做到统一指挥、统一信息,提高全县应急救援能力。
2.4 做好粮食安全保障
重点是好低温阴雨、倒春寒的监测预报,以防造成死秧烂秧,影响早造生产。第二是做好“龙舟水”预报,防御强降雨对水稻灌桨影响。秋旱和寒露风天气是造成晚造减产的主要天气,也是气象预报服务关注的重点。
2.5 开展特色农业气象服务
农业在产前、产中和产后,都对气象服务有十分重大的需求。如沙糖桔种植过程中,施肥、打药与天气情况密切相关,直接影响到生产成本。在采收期,低温霜冻天气会造成桔子冻伤、冻坏,持续的阴雨天气是影响销售价格的主要因素之一,直接决定农民的收入情况。因此,在产前、产中对短期降雨、干旱比较重视;在产后,对低温霜冻、持续性阴雨十分重视,需长期、中期和短期预报相结合,滚动订正预报。
3 气象服务“三农”存在的问题
佛冈县通过大力开展“三农”气象服务试点工作,在气象灾害防御、农业气候资源开发、农业气象科技成果利用等方面,取得了明显成效。但也还存在一些薄弱环节,不能满足农业现代化建设和广大农民群众的需求,主要表现在:农村气象灾害监测能力偏弱,网格化气象预警机制尚未形成;农村雷灾隐患较多,防雷技术服务普及率不高;农村公共气象服务较为薄弱,农民科学防灾意识和能力不强等等。
3.1 缺少针对性
面向农村服务的气象信息产品基本上是城市气象信息产品的翻版,产品形式单一,对时间、地域和品种的针对性不强,为农业服务的气象信息产品不分品种,也没有针对种植、养殖业不同要求分门别类,这种宽泛的信息产品使使用者无所适从。
3.2 缺少多样性
农业气象要素包括空气温度、土壤温度、水体温度、雨雪、光照、风、湿度、蒸发、冰(霜)冻等等,这些要素从不同的侧面、非线性地影响植物和动物的生长发育。对作物生长、发育和水产养殖来说,土壤温度、冠层内气温和水体温度要比大气候条件下的空气温度更重要。当前公开的气象预报信息只包含晴雨、空气温度和风等3个要素,这与越来越精细化的农业生产管理要求极不相适应,更不能反映种植业类气象信息产品和养殖业类气象信息产品的不同特点。
3.3 缺乏准确性
随着数值预报模式的不断改进,1至于10天的中、短期天气预报准确率较高,但月、季、年的长期天气预报准确率仍然而不高,而这正是农业种植计划安排、农产品销售计划制定最需要的。定量定点定时天气预报还难有效开展。
4 进一做好服务“三农”工作的对策
进一步做好“三农”气象服务工作,应当建立健全佛冈县农业气象服务体系和农村气象灾害防御体系,完善农业气候区划和农业气象灾害风险区划;开展农用天气预报、现场技术指导和现代农业气象服务工作;制订农业气象服务标准和规范,不断推进落实气象灾害防御规划;建立健全气象灾害防御体系和气象灾害信息渠道,开展农村气象防灾减灾科普宣传,全面提升气象为新农村建设服务能力。建设新农村气象灾害防御体系和新农村农业气象服务体系。推进气象信息进村入户,实现气象为农业发展、农民增收、农村防灾减灾服务,为新农村建设提供优质的气象保障服务,努力实现农村气象服务满意率达90%以上。
围绕佛冈县社会主义新农村建设试点任务,气象为“三农”服务应配合以下四个方面开展工作:一是重点为发展现代农业,增加农民收入提供优质的气象服务;二是为加快基础设施建设,改善农民生产生活条件,提供气象信息保障;三是在加快发展农村公共事业上,重点提高气象灾害的防御能力建设;四是在提高农民基本素质,塑造文明新风尚方面,重点实现气象科技进村入户。为了做好上述四个方面的工作,着力开展“两个体系”的建设,全面提升我县气象灾害防御能力和气候资源利用能力。
4.1 建立健全农业气象服务体系
4.1.1加强基础设施建设
建立“三农”气象综合观测网,配备气象灾害监测系统。建立农业试验田,安装气象监测系统。选择当地特色产业开展农业气象观测。
4.1.2编制农业气候区划和农业气象灾害风险区划
在农情、灾情调查分析的基础上,结合多年积累的气象资料,开展农业气候区划和气象灾害区划,编制气候区划图和气象灾害区划图,对未来本地发展其他特色农业提供参考。开展低温阴雨、霜冻等农业气象灾害普查,编制风险区划。
4.1.3建立农业气象指标体系
根据水稻、沙糖桔等作物生长特点,结合本地天气、气候特点,形成农作物气象服务的指标体系,根据实际提出相应的农业气象管理对策。
4.1.4提高农业气象灾害监测预警能力
建立农业、气象部门之间的预警联动机制,加强会商,开展水稻、沙糖桔、粉葛等农业生产过程的农业气象条件动态监测、农业气象灾害的评估,及时预警和对策。在灾害发生后,要深入田间地头调查灾情,及时报告上级和相关部门,并指导农民采取科学补救措施,最大限度减少损失。对严重影响沙糖桔采收的持续性低温阴雨和霜冻天气,要做好中、短期天气预报相结合的预警服务。
4.1.5制订农业气象服务标准和规范
建立农业气象服务标准、规范和农业气象周年服务方案。明确服务产品用语、格式和内容,服务产品发送方式和渠道、服务时间、服务对象、流程等,开展标准化服务。
4.2 建立健全农村气象灾害防御体系
4.2.1加强基础设施建设
将行政村气象预警大喇叭扩展到自然村。制作发放气象灾害防御工作明白卡和气象防灾减灾明白卡,学校开展雷击风险评估、防雷设施检测和整改,创建成防雷示范学校。
4.2.2建立健全农村气象灾害防御组织体系
健全以“政府主导、部门联动、社会参与”的农村气象灾害防御组织体系,将气象防灾减灾工作纳入年度目标考核。完善信息员队伍,按照“六有”标准完善乡镇气象信息服务站,开展农村气象信息员的轮训。推进落实气象灾害应急准备认证工作,鼓励各单位积极参与申报认证。组织开展对乡镇干部的气象防灾减灾培训,不断完善《佛冈县突发气象灾害应急预案》。
4.2.3完善佛冈县气象灾害风险区划及防御规划
建立健全气象灾害隐患信息库,组织开展乡村气象灾害隐患信息的收集和更新。组织落实《佛冈县气象灾害防御规划》,结合实际执行情况,积累修订意见。
4.2.4建设多种气象灾害预警信息传播手段
在广播、电视、12121电话、手机短信、显示屏、互联网等传统气象信息传播方法的基础上,想方设法扩大气象信息的覆盖面,可开通微博、微信、手机APP等;利用政府办公OA系统信息传递快捷、方便接收的特点,通过政府办公OA系统气象信息。以多种气象信息传播手段,实现气象灾害预警信息无缝隙。
4.2.5加强气象防灾减灾科普宣传
依托乡镇农村气象信息服务站,通过影视、挂图、网站、图书、讲座等多种形式,加强气象防灾减灾和气候资源利用宣传,加强气象为“三农”服务工作宣传,逐步实现气象科普宣传的经常化、社会化。
4.2.6开展防灾救灾应急演练
根据各地主要气象灾害,有针对性的开展应急演练,提高应急处置能力。气象灾害发生时,农民往往是第一时间在第一现场,科学有效的应对,能够极大的降低灾害造成的人员伤亡和财产损失。
4.3 具体工作任务
4.3.1“三农”服务基础观测网络建设
在各镇、示范村、示范点建立农业气象灾害监测站;建立主要农作物水稻和沙糖桔的局地小气候观测网络;依托省农业气象站的指导,加强农业气象试验。
4.3.2“三农”服务平台建设
建立完善市-县级农业气象业务服务平台;建设突发公共事件预警信息平台;制订佛冈县农业气象服务方案、标准和规范;编制气象灾害防御规划、建立气象灾害应急认证制度、建立两卡发放制度;编写农业气象服务手册。
4.3.3信息传播系统建设
落实广东应急气象频道在本地开通,推广气象信息电子显示屏,各镇备好气象协管员,每个行政村配备有1名气象信息员。所有乡镇建立气象信息服务站,建立多种信息传播渠道,如广播、电视、12121电话、手机短信、显示屏、互联网等。依托乡镇农村气象工作站,通过影视、挂图、网站、图书、讲座等多种形式,加强气象为农服务宣传。
4.3.4抓好特色气象服务
向有影响力的大型特色农产品基地或龙头企业、农民专业合作社、农村种养大户,提供重大天气过程预测、农业气象灾害监测预警信息以及专业指导;围绕特色农业的生产、采收、存储和销售等环节提供针对性的服务产品。
4.3.5农村防灾减灾服务
开展以村为单元的气象灾害风险调查,建立气象灾害风险数据库,编制县级农业气候资源、气象灾害风险区划图;编制农村重大农业气象灾害应急预案,开展气象灾害应急准备认证和气象灾害防御规划;在双季水稻生产关键发育期,如播种期、分蘖期、孕穗期、抽穗扬花期等提供气象灾害监测服务信息,保障粮食生产安全。
5 小结
气象服务好“三农”问题,既是科学问题,也是经济问题,更是政治问题。推动农村气象灾害防御和农业增产增收,更好地服务“三农”,是当前基层气象工作的立脚点和出发点。要做好这项民生工作,应当做到政府主导,气象部门实施,社会各界配合,同时,加大投入力度,在资金、技术、人才等方面提供有力保障,才能最大限度地发挥气象服务“三农”的效益,为农业增产、农民增收和避免人员伤亡做出更大的贡献。
关键词 海河二道闸;水文;自动测报系统;RTU;设计
中图分类号 TV123 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)05-0222-02
海河二道闸建成于1985年,是一座以泄洪、蓄水、供水、防咸、通航为主的节制闸。为了及时了解水雨情和完成防汛抗旱工作,自建闸起就设立了水文观测设施。主要有设于水闸上、下游的水位观测设施及闸管所内部水文气象站2个部分。虽经过多次更新改造,部分设备老化,观测主要由人工完成,精确率较低。根据海河二道闸水文观测的实际情况,结合自动化技术主要采用RTU技术,设计一套基于RTU的高效、准确度高的水文观测系统。
1 系统结构
海河二道闸水文观测设施主要由2个部分组成:一部分位于水闸上下游的水位观测设施;另一部分位于所内部水文气象站,包括蒸发、雨量、风速、风向仪、温度、湿度、气压。本系统采用传感设备测量各水情值,利用RTU是Remote Teminal Unit的简称,既远方数据终端,实时采集、分析、计算和传输水文测量数据[1-2]。本系统采用1台工控机进行控制,可以实时记载数据,并可以实现历史记录查询和显示曲线图像等操作,并可通过工控机传输,与之相连接的计算机可以通过Web使用IE浏览器进行控制。海河二道闸水文自动测报系统主要由前端传感器、RTU、GPRS及数据接收终端组成。由前端传感器测量出各水情值经由RTU分析经GPRS传输给数据接收终端(图1)。
1.1 前端传感器
1.1.1 水位测量装置。采用遥测水位计(WFH-2)全量机械编码水位计(包括传感器部分和显示器部分)数显实时水位,感测天然水体水位的变化,同时通过轴角编码器将水位模拟量转换为数字信息量,以满足信息传输、处理、记录和显示的需要。测量范围:40 m。准确度:10 m量程时,±0.2%FS以内;>10 m量程时,±0.3 %FS以内。
1.1.2 水文气象站气象多参数测量装置。气象多参数测量设备分别由湿度传感器、雨量计、蒸发器、风向传感器、风速传感器、气温传感器、气压传感器等设备组成。雨量计采用人工和自动式2种,自动式采用翻斗式雨量计分辨率不高于0.2 mm;蒸发器采用自动补水和自动溢流遥测蒸发器(HG22-FZZ-01),显示分辨率0.01 mm。风速风向仪的风速传感器有效风速测定量为0~70 m/s,风向传感器的有效风向测定量0~360°。气温、湿度传感器根据电压差,测出电压差值湿度测量精度±4.5%RH,温度测量精度 ±0.5 ℃。这些传感器会自动将模拟量转换为数字信息量,以满足信息传输要求。
1.2 远方数据终端RTU
远方数据终端RTU是构成综合自动化系统的核心装置。由指令控制器及数据输入输出模块(PLC)、数据通讯部分、电源部分及辅助部件与柜体等5个部分组成。该系统共设有3套RTU系统,第1套用于控制上游水位的采集、分析和传输;第2套用于控制下游水位的采集、分析和传输;第3套用于水文气象站气象多参数的采集、分析和传输。远方数据终端主要由PLC进行数据的采集、输入输出逻辑顺序的控制。PLC会采集各个测量传感器测出的标准数字信号,进行分析处理。经过处理后,通过GPRS将数据向上级机构(数据接收终端)发送。
1.3 GPRS通信
GPRS系统数据使用无线模块传输数据,其有传输速度快、覆盖面积广和能有效地与Internet连接等优点。其可以通过有效的网络通信协议来保证数据传输的安全稳定,通过串口发送AT指令可以实现GPRS模块与控制器之间的通信,GPRS系统采用IP网络结构,该系统的协议主要在传输层的UDP协议和TCP协议中。本系统采用GW1000KC-3无线通信模块是由华荣公司生产的,具有以下优点:可以指令设置模块工作频道、发射功率、接口波特率,校验模式等;透明数据传输,所收即所发传输模式;ISM频段,16个频道可选;发射功率16~33 dBm可调,使得该模块使用非常方便。
1.4 数据接收终端
在海河二道闸管理所内配置1台工控机,由工控机向RTU发送采集数据指令,并接受存储,RTU同时把测量数据保存在终端内部的内存中,以便进行校核。通过防雷措施来保护该系统的信号线和电源线,从而保证了该系统抗雷电、提高抗干扰及其可靠性[3-4]。
2 系统软件
本系统在开发过程中选择Borland Delphi 6.0为软件开发平台,采用了Access的数据库开发接口及数据库驱动程序,连接方式采取ODBC方式。由于该系统具有历史数据查询、登录日志及操作日志查询、报警数据查询、动态实时监测、曲线分析等功能,所以该系统提供了一个对水文监测点数据进行接收、汇总、统计、分析的平台。
2.1 监测功能
计算机实时自动地完成数据采集工作,做到无人职守。同时,可显示所有监测点信息及现场设备运行状态。
2.2 数据查询
用户可任意设定查询条件,对测点历史数据、测点报警数据、系统登录及操作日志信息进行查询。系统自动将所有采集到的数据、信息和系统操作日志存入数据库中[5-6]。
2.3 数据处理及图形分析
该系统会将采集的数据存储到数据库中,根据本次采集数据与上次数据进行比较生成变化值。该系统通过不同模块将这些实时信息显示出来。根据同年测量数据绘制出变化趋势图,让操作人员及管理者清晰地了解当年数据变化情况。实时数据会被系统实时读取并保存历史数据。在历史趋势画面和历史报表可查看数据在一段时间内的变化情况,了解此段时间伸缩缝的变化情况,便于分析和比较。
3 结语
水文自动测报系统的建立使水文工程测量管理工作水平有了更大的提高。改善了测量人员的工作条件和环境,节省了人力,加强了精确度,有效地实现了管理的科学化、现代化。系统设计采用了当前先进的技术和设备,具有先进性、可靠性。实际运行表明其达到了运行要求。
4 参考文献
[1] 李景军,郑念发.水文自动测报系统新技术及应用[J].水科学与工程技术,2009(1):42-44.
[2] 金政焕,王文明,谢宝贵.水文自动测报系统的研究与应用综述[J].黑龙江水专学报,1997(Z1):29-32.
[3] 耿彬彬,王健健,陈红波,等.水文自动测报技术在城市防汛中的应用[J].水利信息化,2013(5):71-75.
[4] 李朝青.PC机及单片机数据通信技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.
关键词:区域自动站;维护维修;管理
中图分类号:P4 文献标识码:A
区域自动站具有分布广、传输及时迅速的特点,在一定程度上大大提高了监测气象灾害的能力。比如说,吉木乃县地形十分的复杂,气候差异十分明显,在过去没有自动站的时候,对于一些气象灾害很难及时的监测到,造成人员与财产的大量损失。在2009年该县通过自动站的气象监测发现有暴雨性洪水的灾害到来,相关部门立即采取措施,及时有效地控制住了灾情,取得了很好的服务效益。本文通过对区域自动站的管理与维护维修进行一些探讨,为区域自动站更好的运行提供一些建议。
1 区域自动站的日常管理与维护
1.1 区域自动站的日常管理
区域自动站的日常管理主要是以技术负责人为主,全体监测值班人员共同参与的区域监测管理机制。规定测报值班员每小时定时查看“气象探测全网运行监测系统”区域自动站监测界面,检查各区域站的站点数据上传有无异常,如果发现数据传输出现异常,第一时间要向技术负责人汇报并且做好登记工作。技术负责人及时召集全体监测人员共同对异常进行分析,找出原因,制定解决的方案,对于区域站自己解决不了的问题要及时的汇报给市气象局。对业务人员进行区域自动站相关的维护与维修的技能培训,做到熟练掌握基本的设备操作,当设备出现问题进能够独立解决问题。
1.2 区域自动站的日常维护工作
1.2.1 对于运行环境的维护
对于气象观测的场地面积及与周围障碍物的距离要按照一定的标准,如果有变化时要及时采取措施,使与障碍物的距离符合要求。气象观测的场地要有坚固的围栏其高度要达到安全防护的要求还要与周围的气象环境相适宜,围栏上设立告示牌。气象观测雨量传感器的周围杂草的高度也要有一定的控制,确保观测的准确性。
1.2.2 对于雨量传感器的维护
1.2.2.1要检查信号线与传感器的接头部位是否松动,松动了要拧紧;
1.2.2.2定期的清理量筒内的阻塞物,用清水将外筒冲洗干净,清洗时不能用一些锋利的工具,为的是防止清洗时把盛水器下面的零件弄掉,接着再将外筒中防堵罩和长过滤网取出来清洗干净;
1.2.2.3清洗翻斗,将翻斗内的短过滤网拿出,用清水冲洗干净后放回集水器中,注意要放正,清洗翻斗的时候要将翻斗背面用干净的抹布擦拭干净,严禁用手触摸翻斗内壁,以免沾上杂物而影响正常感应,翻斗放回原处后用手轻轻拨动翻斗螺钉看是否能正常翻转,为的是避免由于翻斗放置位置不准确而造成翻斗不能正常翻转,影响其正常工作。
1.2.2.4当有一些特殊天气出现时,如大风天气、扬沙或浮沉等,等它们过去之后要立即清理雨量器内的灰尘与杂物,并且要检查雨量器出水口处是否被杂物堵塞了,及时疏通出水口。确保今后雨量记录的正确性。
2 对于常见故障的维修
2.1 电源故障
由于信息采集器主要是依赖于外接电源,所以外接电源的稳定性能直接影响到仪器是否能够正常的运行。判断区域自动站故障时首先要先检查电源系统有无故障。最简单的检查方法就是,用数字万用表来测量电参数。对于电源故障的解决方法是来电或者重新插上电源线或者是重新更换蓄电池就可以了。
2.2 传感器故障
传感器故障主要原因一般都是堵塞问题,只需要及时的清理传感器,就可以解决。另外,还可能是翻斗中磁铁故障所致,这是我们可以用数字万用表来测量传感器是否有故障
2.3 通信模块故障
通信模块原本是很少发生故障的,但随着设备持续不断运行时间的增长,该项故障已呈上升趋势,据分析通信模块故障主要是与电源、机器本身的设备性能和移动网络有关。
2.4 温湿度传感器故障
温湿度传感器的气温与在正常情况下周边地区的气温差距很大,温湿度传感器一旦准确度失真,那么他就没有什么使用价值了,尤其是在最高气温和最低气温上面反映出来的数据与正常最高温度和最低温度差异较大。比如对于防霜冻期间出现最低气温与正常最低气温偏差到-10~18 ℃左右这很容易导致在预报低温霜冻气象服务时造成错误的判断;而对于夏季高温也存在一定的差距,对于防暑预报带来不便。造成温湿度传感器故障的原因有两点,主要是在防雷接地处理中接地装置接触不良和等电位连接线接地装置接触不良所导致的。对于解决此问题,首先是要先关闭采集器的电源,拆掉所有与采集器连接的接地装置,重新启动电源,把数据卸载掉之后查看数据是否能够全部恢复正常;接着再检查接地连接装置是否有不良现象,检查发现在初始安装接地装置时由于接地体已经锈蚀了,采集器接地线无法释放自身电流,温度传感器产生了错误的感应回流,导致采集器处理数据十分错乱而造成很大的温差,那么解决此故障就需要重新处理锈蚀的接地体然后再接上接地装置,重新开启电源,卸载数据,看数据是否能够全部恢复正常状态。由于接地装置锈蚀而造成最高和最低气温数据失真的这一问题是很难发现的,所以在日常的维护中要多加重视,避免造成最高最低气温的错误判断。
3 自动站在维护维修时的注意事项
3.1不要在带 电的情况下拔掉各种接线端子,不要撤换或重新安装传感器装置等,以免把设备烧坏,减少经济损失;
3.2插拔电源 时要按照一定的插拔顺序,不能随便插拔;
3.3在用数字 万用表测量时要小心谨慎。防止印制板的线路出现短路的现象;其四是对于每次的故障维修都要记录下来,主要是记录故障判断的方法、故障维修的详细过程等,这对自动站积累经验十分的重要。
4 结束语
区域自动站在共走时会遇到各种各样的故障,以上只是一些常见的故障分析,区域自动站的管理与维护维修的工作十分的艰巨,需要自助站的工作人员在工作中不断的积累检验,逐渐提高自己的技能,使区域自动站在为我国经济现代化建设中发挥更大的作用。
参考文献
[1] 韩雪.自动气象站维护与常见故障分析[J].气象水文海洋仪器,2011(02).
[2] 李洪涛,李丹丹.自动气象站故障分析及维护[J].科技传播,2010 (17).