試論孔雀河流域中水量的監(jiān)測方案與實施

張 鵬

(塔河流域巴音郭楞管理局，新疆 巴音郭楞蒙古自治州841000)

孔雀河所處的塔里木盆地是一個氣候干旱的地區(qū)，在這一地區(qū)常年的降水量只有50 mm左右，而蒸發(fā)量卻一直居高不下，在這樣嚴重干旱的地區(qū)人們的生活和植物的生長都面臨著嚴重的問題，可以說孔雀河的存在為塔里木盆地帶來了綠色和生機，因此對孔雀河流域中水量的檢測方案和實施進行研究具有鮮明的現(xiàn)實意義。

1 水量調(diào)度監(jiān)測現(xiàn)狀

1.1 全球氣候變化加劇了水資源的不確定性

孔雀河是一條主要由冰雪融水和降水補給的河流，在全球變暖的大環(huán)境背景下其主要的水量補給來源冰雪融水變得極不穩(wěn)定，降水補給的變化也開始加大，這些都導致孔雀河的水量在近幾年變得極不穩(wěn)定，其流量最大年(2002)和流量最小年(1986)之間的流量差距達到了2.3倍，2014年孔雀河全年的來水量為31.56億 m3。與前三年相比都有10%以上的流量缺口，較多年的平均值低7.3%，是1996年以來山區(qū)來水量最少的年份，冰雪融水補給量的不穩(wěn)定直接導致了這一現(xiàn)狀，同時也增加了孔雀河流域水資源管理的難度。

1.2 水量監(jiān)測手段落后

孔雀河流域水量監(jiān)測主體在不斷變化的水量情況下，暴露出了部門之間、地區(qū)之間水量監(jiān)測信息傳遞不及時、共享效率低等問題，同時監(jiān)測手段的落后也嚴重的加大了水量監(jiān)測人員的工作負擔和在工作時的危險性。在現(xiàn)有的水量監(jiān)測技術條件下很難實現(xiàn)有效的水量統(tǒng)一調(diào)度。

2 流域水量調(diào)度監(jiān)測項目的必要性

2.1 落實“三條紅線”控制指標，實施最嚴格水資源管理的必然要求

2011年中央一號文件明確提出，要實行最嚴格的水資源管理制度，建立用水總量控制、用水效率控制和水功能區(qū)限制納污“三項制度”相應地劃定用水總量、用水效率和水功能區(qū)限制納污“三條紅線”。三條紅線的出臺，為孔雀河流域的數(shù)量管理指明了道路，建立流域水量調(diào)度監(jiān)測項目成為必然。

2.2 適應流域管理新體制，提升流域管理信息化水平的需要

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，以及電子信息技術在社會經(jīng)濟生活中的推廣普及，現(xiàn)代信息技術已經(jīng)融入到社會生活的各個領域，在水資源管理領域現(xiàn)代信息化管理已經(jīng)成為一個主要的發(fā)展趨勢，孔雀河作為當?shù)刂匾乃Y源供應河流，其自身的水資源管理水平影響到沿線城市人民的生命財產(chǎn)安全和生活水平，所以對孔雀河的水資源信息化管理勢在必行。同時流域水資源的信息化管理也是我國水資源管理發(fā)展的大勢，大勢所趨，孔雀河的水資源管理順應時代和全國水資源管理的要求，進行水資源的信息化管理也是理所當然的。

2.3 提高流域綜合管理效率的基本要求

在對孔雀河水資源的監(jiān)測中，以往的監(jiān)測活動已經(jīng)積累了大量的水資源監(jiān)測信息，這些信息是孔雀河未來水資源監(jiān)測的重要參考信息，隨著監(jiān)測信息水量和考察項目的不斷增加，傳統(tǒng)的監(jiān)測方式已經(jīng)不能滿足孔雀河的監(jiān)測需求，利用現(xiàn)代信息技術改造現(xiàn)有的水資源監(jiān)測系統(tǒng)，成為提高孔雀河流域水資源的綜合管理效率的基本要求。

3 建設目標

計劃建立健全孔雀河流域的水資源監(jiān)測站網(wǎng)絡，以水資源監(jiān)測站為水資源監(jiān)測的基本節(jié)點，在孔雀河重要引水口等水位變化的關鍵性位置新建庫塔干渠龍口段、庫塔干渠二支渠、第二樞紐多浪渠、西尼爾水庫進庫4處監(jiān)測站點，構成一個完整的水資源監(jiān)測網(wǎng)絡，讓孔雀河流域水資源的變化和變化趨勢能夠完整的掌握在水資源監(jiān)測管理主體的掌握之下，并在此基礎上對孔雀河流域的水資源進行科學、系統(tǒng)的調(diào)配。

4 監(jiān)測方案

4.1 系統(tǒng)結構

水位監(jiān)測站建設和改造作為孔雀河流域水量監(jiān)測的主要節(jié)點，是孔雀河流域關鍵引水口水量信息的主要收集者和傳遞者，所以在新監(jiān)測站建設和舊觀測站升級改造的活動中，其系統(tǒng)結構尤為重要，為了滿足孔雀河水量監(jiān)測的基本需求，水量監(jiān)測站點的主要水位探測手段應用的是當前水位探測領域較為先進的雷達水位傳感器，并應用數(shù)字化的遙測終端機對雷達水位傳感器進行操控。水位雷達傳感器具有水位測量的準確性、穩(wěn)定性和不接觸工作的特點，其能對設定的面積廣泛的水域水位進行監(jiān)測，排除涌浪對水位監(jiān)測器的影響，保證水位測量數(shù)據(jù)的準確性和穩(wěn)定性。單個水位監(jiān)測站由雷達水位計、終端機、太陽能電池、蓄電池等關鍵設備組成。

4.2 組網(wǎng)設計和數(shù)據(jù)流程

在水量監(jiān)測網(wǎng)絡中水量監(jiān)測站完成水量的監(jiān)測工作后，其與水量監(jiān)測主體的水量信息交互機制和交互方式也會對水量監(jiān)測的效果產(chǎn)生影響。水量監(jiān)測網(wǎng)絡的組網(wǎng)設計以數(shù)據(jù)采集設備的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理為主線，在水量數(shù)據(jù)的傳輸中采用GPRS數(shù)據(jù)傳輸技術。在數(shù)據(jù)的交互過程中采用一對多的數(shù)據(jù)傳輸機制，其中數(shù)據(jù)的主要接收方是孔雀河水量監(jiān)管的主體，而系統(tǒng)中的多點對應的是分布在孔雀河各個關鍵調(diào)水口的水量監(jiān)測站。

4.3 遙測站供電系統(tǒng)設計方案

在孔雀河水量監(jiān)測網(wǎng)絡中因為各個主要的調(diào)水口都遠離人口聚居區(qū)，而且大多數(shù)建設地形險惡，鋪設電纜供電的成本過高而且安全性較低，所以在水量監(jiān)測站的能源供給問題上，擬采用太陽能供電技術。對水量監(jiān)測站中的所有用電設備進行用電量調(diào)查，統(tǒng)計水量監(jiān)測站在單位時間內(nèi)的用電量，并對比太陽能電池在該地區(qū)光照條件下的平均電能輸出，計算出實際需要的太陽能電池總量。同時對監(jiān)測站中蓄電池的設置要充分結合當?shù)氐奶鞖鈼l件，按照連續(xù)陰天十天的標準選擇蓄電池的電量存儲能力，同時為了避免蓄電池出現(xiàn)過充現(xiàn)象要在二者之間加裝太陽能電池充電控制器。

5 水量調(diào)度綜合信息系統(tǒng)的實施應用

5.1 基礎信息查詢

水量監(jiān)測的用戶端基于DIS技術將監(jiān)測站點提供的水量監(jiān)測信息形成一種高度可視化、可查詢、可編輯的數(shù)據(jù)信息表，在這一系統(tǒng)中調(diào)水工作人員能夠根據(jù)調(diào)水的實際需求水量調(diào)度綜合信息系統(tǒng)提供不同形式的水量數(shù)據(jù)信息，以簡單直觀的方式對孔雀河全流域的水量數(shù)據(jù)信息進行查詢，并提供各種格式的水量數(shù)據(jù)輸出，保證對流域內(nèi)部水量信息的呈現(xiàn)，為會商決策、調(diào)度作業(yè)提供信息支持。

5.2 引(退)水信息查詢

依靠自身的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)水量調(diào)度綜合信息系統(tǒng)能夠容納不同時期的水量調(diào)度信息，對孔雀河歷史上的水量調(diào)度活動進行記錄，并對調(diào)水活動開展的原因和產(chǎn)生的結果進行相應的分析，滿足對調(diào)水工作的記錄需求，同時也可以提供各個時期調(diào)水活動的對比分析，為當前孔雀河流域的調(diào)水工作科學有效的開展、落實提供歷史數(shù)據(jù)的對比支持。

5.3 用水計劃、需水信息查詢

在水量的管理活動中，下游地區(qū)的用水量和需水信息是調(diào)水活動開展頻率、規(guī)模的主要參考標準，水量調(diào)度綜合信息系統(tǒng)能夠借助現(xiàn)代化辦公軟件的幫助，對下游地區(qū)的用水計劃和需水信息進行系統(tǒng)、科學的統(tǒng)計，并以調(diào)水工作人員需求的方式呈現(xiàn)出來，極大的提高了調(diào)水工作管理主體的工作效率。

5.4 預警信息處理

在水量調(diào)度綜合信息系統(tǒng)運行過程中，能夠接收到各個水量監(jiān)測站的實時水量信息，同時通過數(shù)據(jù)庫中對該監(jiān)測站具體信息的對比分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對水量監(jiān)測結果的預警，無論是該水量監(jiān)測站的水量過低還是過高，綜合信息系統(tǒng)都會向水量調(diào)度人員進行預警，提示調(diào)度人員注意調(diào)水工作的設計和進度。

綜上所述，孔雀河是其所在地區(qū)重要的水資源供應主體，其水量信息監(jiān)測效率關系到下游千萬群眾的生命財產(chǎn)安全和生活質(zhì)量，而近年來因為全球氣候異常的影響和流域內(nèi)檢測系統(tǒng)的落后，導致對孔雀河流域水量的檢測和調(diào)配始終不能達到理想的效果，在這種水量監(jiān)測的嚴峻形勢下本文結合孔雀河流域的水量實際，設計了孔雀河流域水量監(jiān)測的方案，并對其具體的實施效果進行了闡釋，以期為孔雀河流域水量監(jiān)測水平的提高提供支持和借鑒。

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