一、项目概况
1、永春县测雨雷达建设项目围绕实现水文现代化,提升水文测报与服务能力,构建雨水情监测预报“三道防线”的需要,结合本地水文综合探测系统现代化建设和提升城市综合致洪暴雨防灾减灾能力需要,规划永春县行政区域内拟布设3部水利测雨雷达,构建一张覆盖探测区域内0~2km 近地层空域的水利雷达面雨量监测和预报预警系统,发挥水利测雨雷达网观测精度高、扫描速度快、探测覆盖盲区少等综合优势, 为突发性山洪灾害、城市洪涝以及中小流域生态降水监测提供定量、及时的区域面雨量信息,进而为城市群防洪提供更大范围的面降水监测信息,全面提升流域水旱灾害监测预报预警能力,为防汛抗旱减灾、水资源管理和保护、水生态文明建设和经济社会发展提供可靠水文支撑,为山洪灾害防御提供决策服务。
永春县雨水情监测预报“三道防线”水利测雨雷达建设先行先试项目
(1)建成智能化协同观测系统,可根据强降雨类型、范围、发展趋势等信息实现水利测雨雷达网的最优化协同观测,增强观测的针对性和有效性,提供监测预警服务中需求迫切的精细化、多要素、高时空分辨率的雷达观测资料。
(2)建成智能化预警预报服务系统,以水利测雨雷达网为基础,综合多源资料,形成特色水文灾害预警体系和基于机器学习的短临预警业务系统、充分发展致洪暴雨山洪内涝灾害性智能识别与预警技术等业务服务产品,开展针对精细化面雨量监测、致洪暴雨预警技术、临近累积降水预报等历时短、强度大、演变快的强对流天气的智能监测、预警能力,从而提升区域精细化面雨量监测和致洪暴雨的预报预警水平,提升应对防洪抗涝灾害的防灾减灾能力和应急响应能力。
(3)建成由3部水利测雨雷达组成的精细化面雨量监测预警观测网,发挥水利测雨雷达网观测精度高、扫描速度快、探测覆盖盲区少等特点,针对致洪暴雨的精细化网格空间分辨率达100m,暴雨预报准确率达到 65%以上,暴雨预警信号准确率达到88%以上,暴雨预报提前量达到30min以上。
2、采购人不组织现场踏勘,供应商应自行对项目所在地和周围环境进行勘察,以获取编制投标文件和签署合同所需的资料。勘察现场所发生的费用由供应商自己承担。采购人提供的有关资料和数据,仅供参考,采购人对供应商由此而做出的推论、理解和结论概不负责。供应商因自身原因未到现场实地踏勘的,签订合同时和履约过程中,不得以不完全了解现场情况为由,提出任何形式的增加款项或索赔的要求。
二、技术和服务要求
(一)建设任务
1、3部水利测雨雷达硬件系统及配套雷达设备软件。
2、1套水利测雨雷达网数据处理硬件平台,包括1套水利测雨雷达网系统控制运算处理中心站,1台测雨产品显示终端。
3、1个水利测雨雷达综合业务软件包,包括协同式精细化测雨雷达系统软件、智能超精细化短时临近中小流域洪水预报预警系统软件、水利雷达智能一体化管控系统软件。
4、1项水利测雨雷达站配套设施建设,包括3座雷达安装基础土建工程、雷达站防雷工程、雷达站配供电工程、雷达站通信工程、雷达站安防工程等建设相关服务。
5、1项雷达设备及系统安装调试服务,包括3部雷达设备吊运和安装调试服务,1项测雨雷达网系统安装调试服务。
6、1项水利测雨雷达及应用软件技术培训。
(二)技术要求
1、水利测雨雷达网系统总体框架包括:水利测雨雷达系统探测前端(雷达站)、系统控制运算处理软硬件平台、测雨产品终端推送应用三大部分组成,
2、探测前端水利测雨雷达站包括水利测雨雷达设备,以及支撑雷达设备运行的基础设施建设,基础设施包括为每部雷达建设一座雷达安装基础土建工程、雷达站防雷工程、雷达站配供电工程、雷达站通信工程、雷达站安防工程等。
3、系统控制运算处理软硬件平台是水利测雨雷达系统的应用支撑平台,包括一套分布式系统控制运算处理硬件设备、一套大容量数据存储设备;软件部分包括用于测雨雷达组网应用的协同式精细化测雨雷达系统软件、水利雷达智能一体化管控系统软件,用于扩展水利测雨雷达系统高端功能应用的智能超精细化短时临近中小流域洪水预报预警系统软件。探测前端测雨雷达观测产生的基数据,通过租用运营商专线光纤实时传输到系统控制运算处理软硬件平台进行分析处理。
4、测雨产品显示终端由显示工作站和安装在工作站上的产品显示软件组成,系统控制运算处理平台对雷达基数据进行加工处理后生成的测雨产品,通过内网实时推送到产品显示终端上。由用户预报员根据降雨监测产品和预警预报信息做出相应的预警决策。
5、水利测雨雷达及相关的应用软件需求遵循《水利测雨雷达系统建设与应用技术要求(试行)》的要求,雷达基数据满足《水利测雨雷达基数据协议格式》标准。其他基础配套建设按照国家级行业相关标准要求执行。
6、永春县测雨雷达产生的基数据约为每秒20Mb,因此需要为每部雷达开通一条带宽为20Mbps的通信专线,雷达探测基数据通过通信专线传输到远程用户端的系统控制运算处理中心站,在那里对雷达数据进行分析和运算处理,生成雷达单机测雨产品和组网融合测雨产品后,实时推送到用户的雷达产品显示终端上。本地数据中心还要配备一套大容量存储设备,用于存储雷达至少一年以上的基数据。
7、在本地生成的降雨监测产品信息,根据需要还可共享给其他水利单位或其他政府相关部门,实现资源共享,充分发挥水利测雨雷达系统建设效益。
8、本项目在永春县行政区域内拟布设3 部水利测雨雷达,构建一张覆盖探测区域内0~2km 近地层空域的水利雷达面雨量监测和预报预警系统,为突发性山洪灾害、城市洪涝以及中小流域生态降水监测提供定量、及时的区域面雨量信息。
9、水利测雨雷达网应具备观测精度高、扫描速度快、探测覆盖盲区少等特点,可提供高时空分辨率的精准面雨量估算,针对致洪暴雨的精细化网格空间分辨率达100m,暴雨预报准确率达到 65%以上,暴雨预警信号准确率达到88%以上,暴雨预报提前量达到30min以上。
10、雷达硬件性能指标
项目
技术指标
技术体制
双极化全固态全相参体制
极化方式
共孔径水平极化/垂直极化收发
天线类型
抛物面天线/小于2米
工作频率
9.3 GHz~9.5GHz
距离分辨率
≤75m
探测距离
≥45km@35dBZ
脉冲峰值功率
≥200W
体扫时间
≤5min(仰角层数≥12 层)
输出参数
强度(Z)、速度(V)、谱宽(W)、差分反射率因子(ZDR)、差分传播相位(PhiDP)、差分传播相位率(KDP)、相关系数(CC)
测量精度
反射率因子Z≤1dB
差分反射率因子Zdr≤0.2dB
差分传播相位Фdp≤3°
差分传播相位率KDP≤0.2°/km
相关系数CC≤0.01
波束宽度
≤1.50°
天线增益(法向)
≥40dB
电源要求
AC 220V±10% ,50Hz±5%
雷达整机功耗
≤3kW
任务可靠性时间
(MTBCF)
≥3000h
连续工作时间
可24h 连续工作
整机寿命
≥20 年
11、软件功能要求
功能模块
应用产品名称
产品指标
回波监测产品模块
反射率因子产品
时间分辨率≤5min
空间分辨率≤75m
更新周期≤6min
观测范围≥45km
差分反射率产品
相关系数产品
差分传播相位产品
差分传播相位率产品
混合反射率产品
组合反射率产品
反射率因子产品
时间分辨率≤5min
空间分辨率≤75m
更新周期≤10min
差分反射率产品
相关系数产品
差分传播相位率产品
三维风场产品
混合反射率因子
垂直累积液态水含量产品
粒子相态分类产品
精细化格点雨量监测产品及临近预报产品模块
降水累积产品
(10min/30min/1h/3h/6h /12h/24h)
时间分辨率≤5min
空间分辨率≤75m
更新周期≤10min
小时面雨量估计均方根误差(RMSE)要求:
≤18 毫米/小时(小时雨强≥20 毫米) ≤12 毫米/ 小时(小时雨强≥10 毫米) ≤9 毫米/小时(小时雨强≥5 毫米)
≤5 毫米/小时(小时雨强≥0 毫米)
未来3h内雷达回波指标(强度、强中心发展趋势、移动方向)预报产品
时间分辨率≤5min
空间分辨率≤75m
更新周期≤10min
降水临近预报产品(1、2、3小时累积)
精细小流域(区域)
面雨量监测及临近预报产品模块
致灾暴雨告警(1、3 小时告警)
时间分辨率≤5min
空间分辨率≤1km 格点降水的小流域(级)
更新周期≤10min
乡镇级致灾暴雨告警 /预警产品模块
致灾暴雨告警(1、3 小时告警)
时间分辨率≤5min
空间分辨率≤1km 格点降水的乡镇级 更新周期≤10min
产品展示服务模块
用于显示、浏览等交互。
支持 2D 显示
支持历史产品反演
支持动画等多种交互模式
(三)雷达建设选址要求
本项目拟建设的3部测雨雷达组网布设应具备常态化负仰角观测扫描的能力,避免高海拔站点对近地面2km高度内观测不足的影响,以解决雷达观测强降雨雨衰、静锥区和盲区等问题,对站址选择具备一定要求:
1、选择雷达站址须考虑布设的雷达主要探测覆盖区域;
2、站址附近周围无高大建筑物、高大树木等遮挡物。由于水利雷达的波束宽为 1.8°,为最大限度发挥水利测雨雷达对中低空域小尺度强对流降雨系统探测监视潜能,雷达理想的探测仰角为 0.9°。这样,其波束底部扫描平面平行于水平面(忽略地球曲率)。在雷达主要探测方位,最好不出现高于雷达安装平台的地物遮挡。以α表示俯仰遮挡角,如果0°≤α≤0.9°,则对第一层波束产生半波束遮挡,这对探测影响不大。如果 0.9°≤α≤1.8°,则第一层波束被全波束遮挡。
3、雷达布设须符合水利测雨雷达组网要求,即适合的间距和相对方位,最好呈等边或等腰三角形布设,或呈四边形或菱形布设。雷达站点间距以 45±5km为宜。
4、雷达工作时,冷却风扇会产生一定的噪声,白天周围背景噪声较大,感觉不明显。在夜深人静时,噪声对周边人员有一定影响。因此,雷达站址应选离居民区较远,如超过100m 的地点。
5、雷达布设地点1.5km 范围之内不应有采石场、露天矿山、火力发电厂等烟尘排放点。
6、雷达站址选择应尽可能避开居民区、生态保护区、基本农田、寺庙等敏感地点。
7、雷达安装点应有适合雷达正常工作的电磁环境,在其9.3~ 9.5GHz工作频段内有适合的工作频率点,雷达工作在该频点±10MHz的带宽内,与周边布设的其他无线电设备无相互干扰。候选站址附近 不应存在与雷达工作频率相近的电磁波,以免对雷达工作及数据传输造成干扰;雷达的工作频率也不能对该地的其他无线电通信造成干扰,确保电磁环境相对稳定,且电磁辐射应符合环保的要求。
8、候选站址需考虑当地的城镇建设规划,一旦初步选定站址,必须经当地规划部门的同意、认可,对探测环境进行保护。
9、候选站址应便于建立与水文台站的通信传输链路以及便于引接电网电源供电。
候选站址应综合考虑水文、地理、地质、雷击等安全因素。根据以上选址要求及本地地形地貌和地理气候特点、主要支流特点,结合水利测雨雷达有效探测距离、协同式精细化观测要求。
10、投标人根据本项目要求自行前往项目所在地进行勘察寻找合适的拟建站点,出发前应提前联系采购人方可前往,勘察现场所发生的费用由投标人自己承担。
(四)雷达站点基础建设要求
1、考虑到台风和耐久性,本项目雷达建设方式须选用固定阵地房建方式。
2、按照雷达的组成可将其分为两部分:一部分由雷达天线座、收发组件箱、综合箱和天线系统等组成,称为室外部分。室外部分架设在站房上;为了改善雷达室外部分工作环境,提高雷达的可靠性和防腐蚀能力,室外部分考虑安装玻璃钢天线罩对雷达进行保护。另一部分是雷达终端等,即室内部分,两部分之间通过光缆连接。雷达架设布局示意如下。
雷达架设布局示意图
3、雷达设备主机房要求主要用于放置雷达终端设备、UPS 等,站房高度≥3m,长度为≥4m,宽度为≥4m,站房建设设计防电等标识,设计安装摄像头、语音报警灯防盗设备。雷达机房内安装配电机箱、标准网络机柜、UPS、显控终端、产品终端及空调设备等。为保证雷达安全可靠工作,降低故障率,应做到防火、防水、防静电、防雷击、洁净、保温、防潮、抗电磁干扰。
4、机房内温度控制:10℃-22℃;湿度控制:20%-80%,配有除湿空调以保证室内湿度满足穿线孔≥Φ60工作条件;机房内照明:采用日光灯照明,亮度≥200Lux。
5、消防要求:雷达楼及雷达主机房应设置相应的消防设施、灭火系统。
6、供电系统
拟建水利测雨雷达供电需求为AC220±10%V,供电功率≥5KW。雷达站供电电源引接,应就近从电网电源处引接。水利测雨雷达的工作模式是7×24小时持续运行,需要为其雷达站配备一组UPS应急供电电源,以保证在市电断供的情况下,能够为雷达提供续航时间不少于24小时的UPS应急供电。
7、防雷要求
除安装雷达的建筑物防雷设施要按国家有关标准执行外,其余部分防雷设计可以参照下列标准GB 50174—2008《电子计算机机房设计规范》、GB/T 3482-2008《电子设备雷击试验方法》、GB50054-2011《低压配电设计规范》。
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