水情預(yù)報(bào)中的水文遙測終端技術(shù)應(yīng)用分析

田慧子 李怡文

【摘要】水文遙測終端機(jī)作為水情預(yù)報(bào)的重要設(shè)備，其主要組成部分包括：數(shù)據(jù)傳感器模塊、無線通信模塊、電源模塊等。水文遙測終端技術(shù)是一種無線電數(shù)字通信為基礎(chǔ)的自動(dòng)遠(yuǎn)距離監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)平臺(tái)，其在水情預(yù)報(bào)中的廣泛應(yīng)用，可有效降低監(jiān)測難度，提升水文監(jiān)測水平?；诖?，本文闡述了水情預(yù)報(bào)工作的重要性以及水情預(yù)報(bào)中水文遙測終端技術(shù)應(yīng)用的主要作用，對(duì)水文遙測終端技術(shù)的應(yīng)用及其在水情預(yù)報(bào)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】水情預(yù)報(bào)；重要性；水文遙測終端技術(shù)；應(yīng)用；作用

水情預(yù)報(bào)中的水文遙測系統(tǒng)的運(yùn)用可將準(zhǔn)確的信息及時(shí)傳遞給水利部門，提高了水利相關(guān)部門的管理水平以及有效提升了汛期通訊速率。以下就水情預(yù)報(bào)中水文遙測終端技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

1、水情預(yù)報(bào)工作的重要性

水情預(yù)報(bào)工作是水文工作的重要組成部分，是防汛抗旱的重要耳目和做出防汛抗旱決策的重要依據(jù)。近年來，水情預(yù)報(bào)在我國的防汛抗旱工作中正在發(fā)揮著越來越重要的作用，其所帶來的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益也愈加的顯著。但從目前情況來看，我國在水情預(yù)報(bào)工作上的經(jīng)費(fèi)投入不足，部分水文站水文測報(bào)設(shè)施落后，測洪能力偏低，給我國的防汛抗旱工作帶來了很大的影響。長期以來受我國獨(dú)特的地形、地貌和氣候的影響，水旱災(zāi)害成為我國最主要的自然災(zāi)害，給我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了很大的影響。而水情預(yù)報(bào)技術(shù)的應(yīng)用作為抗災(zāi)減災(zāi)最重要的非工程措施，可以說是我國進(jìn)行防汛抗旱工作的重要依據(jù)。

水情預(yù)報(bào)工作的好壞，技術(shù)水平和服務(wù)質(zhì)量的高低對(duì)于防汛抗旱工作有著最直接的影響，其不僅關(guān)系到我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，更關(guān)系到廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此加強(qiáng)對(duì)水情預(yù)報(bào)的研究具有重要意義。

2、水情預(yù)報(bào)中水文遙測終端技術(shù)應(yīng)用的主要作用

水情預(yù)報(bào)中水文遙測終端技術(shù)應(yīng)用的作用主要有：（1） 自動(dòng)采集水文數(shù)據(jù)。水位、降雨量等都屬于水情數(shù)據(jù)自動(dòng)采集的水文要素。水文遙測終端可自動(dòng)采集多種水文數(shù)據(jù)，并利用通信終端向中心站發(fā)送全部數(shù)據(jù)，以此，在中心站進(jìn)行統(tǒng)一處理與統(tǒng)計(jì)工作。在規(guī)定條件與時(shí)間內(nèi)，可選用數(shù)據(jù)收集的月平均暢通率與數(shù)據(jù)處理作業(yè)完成率對(duì)水文遙測系統(tǒng)可靠性進(jìn)行分析。（2）主動(dòng)查詢水文數(shù)據(jù)。指令由水文監(jiān)控中心發(fā)出，對(duì)全部遠(yuǎn)端測站或某個(gè)指定遠(yuǎn)端測站采集水文數(shù)據(jù)或進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳。水文召測規(guī)定，遙測終端機(jī)向水位計(jì)主動(dòng)發(fā)送詢測水文命令，在水位信息獲取后，應(yīng)及時(shí)向中心站進(jìn)行上報(bào)。要求10s內(nèi)上報(bào)當(dāng)前水位情況，在水位數(shù)據(jù)查詢過程中，必須對(duì)中心水位存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)取。（3）遠(yuǎn)程監(jiān)測站遙控及狀態(tài)查詢。利用設(shè)置程序，有關(guān)指令可由水情監(jiān)控中心發(fā)出，并進(jìn)行遠(yuǎn)端測站部分功能地關(guān)閉與激活，如水位測量關(guān)閉等。同時(shí)指令也可由數(shù)據(jù)控制中心發(fā)出，規(guī)定遠(yuǎn)端測站必須回轉(zhuǎn)當(dāng)前所在地工作具體信息，以此實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控的目標(biāo)。中心可利用命令進(jìn)行遙測終端信息的獲取，如存在誤差，可進(jìn)行改正。

3、水文遙測終端技術(shù)的應(yīng)用分析

水文遙測技術(shù)主要包含了自動(dòng)控制、無線通訊以及計(jì)算機(jī)等技術(shù)，是目前水文監(jiān)測中較為高端的技術(shù)系統(tǒng)。而水文遙測終端主要由現(xiàn)場設(shè)備以及控制臺(tái)和主控站、中繼站、無線電通訊臺(tái)等結(jié)構(gòu)構(gòu)成，通過水文遙測終端水文監(jiān)測部門能夠進(jìn)行遙控、遙測以及遙信、遙調(diào)等。而通訊技術(shù)是水文遙測技術(shù)的關(guān)鍵，目前使用較多的無線通訊方式主要有四種，即超短波、衛(wèi)星基站以及GPRS、GSM等。

3.1 水文遙測終端應(yīng)用的通信特征

過去廣泛應(yīng)用的VHF超短波通信方式，是將電臺(tái)作為中轉(zhuǎn)站進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳播，由于該系統(tǒng)是采用普通的數(shù)據(jù)傳播電臺(tái)，所以外界干擾造成了一定的影響，通信速率較低，但誤碼率較高，信號(hào)較弱且傳送范圍較小，除這些問題外，超短波通信不可避免電磁干擾，對(duì)系統(tǒng)的正常、安全運(yùn)行造成了困難。當(dāng)前水文遙測的通信方式主要是GSM/GPRS，它的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為安全性高、可靠性好、穩(wěn)定性強(qiáng)以及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。當(dāng)GSM移動(dòng)基站出現(xiàn)問題時(shí)，信息將被傳送至其他基站，GSM網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)了良好的冗余保護(hù)能力，信息發(fā)送的安全性有了保障。GSM無線通信模塊能提供驗(yàn)證功能，通過短消息檢查無線終端工作是否運(yùn)行良好，出現(xiàn)故障短消息即發(fā)送失敗，無法進(jìn)行水文監(jiān)測，這時(shí)需要前往現(xiàn)場去檢查。由于GSM網(wǎng)絡(luò)一旦建成除了向支付短信費(fèi)用外，GSM網(wǎng)絡(luò)不需要維護(hù)費(fèi)用，成本費(fèi)用大大降低。

3.2 水文遙測終端應(yīng)用的工作原理分析

水文遙測終端在對(duì)不同領(lǐng)域水文狀況進(jìn)行監(jiān)測時(shí)主要依賴于雨量感應(yīng)器以及水文遙測設(shè)備，即便沒有工作人員現(xiàn)場監(jiān)測，通過自動(dòng)感應(yīng)設(shè)備，水位遙測儀能夠針對(duì)實(shí)際的水位、雨量等進(jìn)行實(shí)時(shí)性的全天監(jiān)控，并對(duì)不同時(shí)間的水位數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并將收集記錄的數(shù)據(jù)通過無線通訊系統(tǒng)發(fā)送至遙測站，遙測站遙測終端會(huì)將接收到的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來。雨量感應(yīng)設(shè)備對(duì)雨量的測量主要通過上下翻斗的形式進(jìn)行，在雨量感應(yīng)設(shè)備翻斗中，感應(yīng)彈簧開關(guān)同觸點(diǎn)之間會(huì)頻繁接觸，從而提高測量準(zhǔn)確性。在上下翻斗時(shí)轉(zhuǎn)換雨量信號(hào)，并將降雨量以物理信號(hào)的形式儲(chǔ)存至遙測終端。遙測終端使用計(jì)算機(jī)對(duì)收到的雨量數(shù)據(jù)以及水位數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并以圖表的形式表現(xiàn)出來，從而對(duì)水情狀況進(jìn)行預(yù)報(bào)，對(duì)水情危機(jī)進(jìn)行及時(shí)的預(yù)警，從而進(jìn)行自然災(zāi)害的防治理。

4、水情預(yù)報(bào)中水文遙測終端技術(shù)的應(yīng)用分析

作為水情監(jiān)測過程中一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié)，水文遙測終端的應(yīng)用是提升抗洪防汛能力的保證，并為監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性起到了關(guān)鍵性的作用，以下結(jié)合案例進(jìn)行分析。

4.1 案例分析

某監(jiān)測地區(qū)地形為平原地區(qū)，其屬于黃淮平原，該監(jiān)測區(qū)域具有豐富的水資源，河流較多，流域范圍廣。其地貌特征是大平小不平，整體地貌平坦，但受外力作用下，致使其具有較大的水資源年際變化，同時(shí)，因時(shí)空分布不均，導(dǎo)致大量旱澇災(zāi)害的產(chǎn)生，因此對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展造成了極大破壞。合理應(yīng)用水位遙測終端對(duì)該地的水文情況進(jìn)行監(jiān)測，加強(qiáng)對(duì)洪澇災(zāi)害的觀測及分析，對(duì)于自然災(zāi)害的預(yù)報(bào)調(diào)度具有重要作用。

4.2 水文遙測終端的應(yīng)用

水文遙測終端要先和我國的國家防汛指揮系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，并且根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)定中央報(bào)汛站，然后，再對(duì)遠(yuǎn)距離的水文情況來開展監(jiān)測等工作，使得水文遙測終端能夠?qū)崿F(xiàn)水情監(jiān)控的自動(dòng)化管理，通過中繼系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測區(qū)域的水位、雨量等信息進(jìn)行定時(shí)監(jiān)測和收集，并及時(shí)的傳輸回終端進(jìn)行儲(chǔ)存。水文遙測終端最主要的工作就是將監(jiān)測地區(qū)的水位以及雨量的數(shù)據(jù)提供到終端上，后面再由計(jì)算機(jī)來進(jìn)行水位等信息的讀取，制定流量關(guān)系曲線等，包括后期的修正以及生成相應(yīng)的水情監(jiān)控報(bào)告等都是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成的。除此之外，水文遙測終端所監(jiān)測的區(qū)域即便是發(fā)生了特大的降水情況，也需要其將數(shù)據(jù)及時(shí)的記錄并傳回，但這個(gè)時(shí)候還需要將實(shí)時(shí)的信息傳送到水文部門，讓水文部門的相關(guān)工作人員能夠及時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測，然后工作人員在利用水文遙測終端將數(shù)據(jù)傳送到各個(gè)防汛的部門，讓其能夠提前做好防御的措施等。從水文遙測終端的實(shí)踐中，我們可以看出其自動(dòng)化的工作方式不僅節(jié)約了工作的時(shí)間，減少了工作人員的工作量，以及降低了人員成本，還提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，使得工作人員的有效性也被提高了，可以說該系統(tǒng)的應(yīng)用，可對(duì)監(jiān)測時(shí)間進(jìn)行大大縮短，并提高水文信息監(jiān)測的精確性，是水情預(yù)報(bào)工作順利進(jìn)行的必備條件。

結(jié)束語：

綜上所述，水資源保護(hù)是水情預(yù)報(bào)監(jiān)測的出發(fā)點(diǎn)，在水文遙測終端技術(shù)應(yīng)用于水情預(yù)報(bào)中，要求相關(guān)部門必須嚴(yán)格遵循相關(guān)監(jiān)控規(guī)定，實(shí)施切實(shí)可行的措施，對(duì)水情實(shí)際情況進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，降低災(zāi)害影響能力，從而推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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