水文巡測(cè)工作中水文遙測(cè)水位系統(tǒng)的運(yùn)用分析

李曉光

摘 要：水文水資源工作是生態(tài)環(huán)境工作的重要組成部分，而水文巡測(cè)工作是水文水資源工作的核心部分。開(kāi)展水文巡測(cè)工作是一項(xiàng)光榮而艱巨的任務(wù)，對(duì)水文服務(wù)質(zhì)量的不斷提高、水文服務(wù)領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展起著舉足輕重的作用。在水文巡測(cè)過(guò)程中，運(yùn)用水文遙測(cè)水位系統(tǒng)能有效監(jiān)測(cè)和記錄巡測(cè)站水位的實(shí)時(shí)變化情況，提高水文工作中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和可靠性，從而大大提升水文巡測(cè)工作的效率。

關(guān)鍵詞：水文巡測(cè)；遙測(cè)水位系統(tǒng)；GPRS/GSM；4G遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸

中圖分類(lèi)號(hào)：P332 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）04-0085-02

Analysis and Application of Hydrologic Telemetry Water Level

System in Hydrological Survey

LI Xiaoguang

（Henan Province Zhengzhou Hydrology and Water Resources Survey Bureau ，Zhengzhou Henan 452477）

Abstract： Hydrology and water resources work is an important part of the work of ecological environment， and hydrological survey work is the core part of hydrological and water resources work. It is a glorious and arduous mission to carry out hydrological survey and patrolling. It plays an important role in the continuous improvement of hydrological services and the further expansion of hydrological services. The hydrological telemetry water level system can effectively monitor and record the real-time changes of the water level in the patrol stations and improve the accuracy and reliability of the data in hydrological surveying， thus greatly improving the efficiency of the hydrological surveying and mapping work. In this paper， the hydrological telemetering water level system was taken as the research object.

Keywords： hydrological survey；telemetry water level system；GPRS/GSM；4G telemetry data transmission

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水資源的合理開(kāi)發(fā)和利用引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛重視，逐漸成為影響生態(tài)環(huán)境的核心因素，影響社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展走向。水文巡測(cè)工作是當(dāng)下拓寬水文資料收集范圍、擴(kuò)大水文服務(wù)領(lǐng)域、提升水文工作效率的重要措施。實(shí)踐證明：在水文巡測(cè)工作中利用現(xiàn)代科技設(shè)備，如水文遙測(cè)水位系統(tǒng)，可以有效提升水文巡測(cè)工作的效率和質(zhì)量。

1 水文巡測(cè)工作

1.1 水文巡測(cè)的發(fā)展

水文巡測(cè)是水文測(cè)驗(yàn)工作的重大改革和進(jìn)步，是推動(dòng)水文工作現(xiàn)代化、科技化的重要手段。傳統(tǒng)的水文測(cè)驗(yàn)工作分為駐測(cè)和巡測(cè)兩種方式。放眼全球，絕大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的水文測(cè)驗(yàn)工作都采用巡測(cè)的方式。而我國(guó)水文工作由于起步較晚、科技條件有限，在過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)無(wú)法擺脫單一駐測(cè)方式的困擾，但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、綜合國(guó)力的不斷提升、科技實(shí)力的逐漸增強(qiáng)，越來(lái)越多科技含量高、運(yùn)行效果好的高端自動(dòng)化設(shè)備開(kāi)始投入到水文測(cè)驗(yàn)工作中，逐漸形成駐測(cè)、巡測(cè)、委托觀測(cè)及間測(cè)等多種形式并存的工作模式。水文巡測(cè)工作方式科技含量高、運(yùn)行效果好，是改變傳統(tǒng)封閉落后工作面貌、改善工作人員工作環(huán)境、提高工作幸福指數(shù)、提升工作效率和服務(wù)質(zhì)量的必然要求[1]。

1.2 水文巡測(cè)的內(nèi)容和意義

水文巡測(cè)，顧名思義就是指工作人員每隔一段時(shí)間對(duì)水文環(huán)境進(jìn)行監(jiān)督檢測(cè)。具體來(lái)講，就是以現(xiàn)有水文站網(wǎng)為基礎(chǔ)，運(yùn)用高科技智能化設(shè)備及手段對(duì)傳統(tǒng)測(cè)驗(yàn)方式進(jìn)行合理優(yōu)化整合，以規(guī)避傳統(tǒng)駐測(cè)工作方式人員不集中、需要定位等工作弊端，實(shí)現(xiàn)基地式管理，具有人員集中、統(tǒng)一指揮、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。

2 遙測(cè)水位系統(tǒng)

2.1 遙測(cè)水位系統(tǒng)工作流程

遙測(cè)水位系統(tǒng)的工作內(nèi)容主要包括四大部分：數(shù)據(jù)信息采集、數(shù)據(jù)信息輸送、數(shù)據(jù)信息接收和數(shù)據(jù)信息處理等。遙測(cè)水位系統(tǒng)在水文巡測(cè)工作中的運(yùn)用可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、高效、準(zhǔn)確、范圍全覆蓋地收集和存儲(chǔ)水文數(shù)據(jù)信息，為水文巡測(cè)站中水文分析工作輸送可靠準(zhǔn)確的水文數(shù)據(jù)。具體的工作流程分為三步：第一步，遙測(cè)水位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集設(shè)備一般通過(guò)氣介式和接觸式兩種不同的方式來(lái)收集所監(jiān)測(cè)的水位數(shù)據(jù)信息；第二步，接受終端中心通過(guò)遙測(cè)終端機(jī)以GPRS或者超短波的方式獲得水文數(shù)據(jù)；第三步，接受終端中心計(jì)算機(jī)通過(guò)庫(kù)中水文模型對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并得出相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)。遙測(cè)水位系統(tǒng)能對(duì)各項(xiàng)水文數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取、傳輸、處理，并繪制計(jì)算出相關(guān)水位過(guò)程圖表等信息，可以為水文部門(mén)對(duì)水情的預(yù)測(cè)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高水文預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度[2]。

2.2 遙測(cè)水位系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

一般情況下，洪澇災(zāi)害是水文測(cè)驗(yàn)和防汛的主要內(nèi)容，同時(shí)也是水文巡測(cè)工作的重中之重。傳統(tǒng)的方法主要有人工觀測(cè)和自動(dòng)監(jiān)測(cè)兩種方法。多因素影響下的人工觀察方法存在較大限制，通常是臨時(shí)測(cè)量工作。第二種測(cè)量方式通常使用機(jī)械式水位計(jì)測(cè)量，其主要依靠浮漂感應(yīng)水位的升降，靈敏度低，只有數(shù)據(jù)采集記錄功能，缺乏數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，具有非常大的局限性。在現(xiàn)代水文工作中，傳統(tǒng)的機(jī)械式水位計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿足正常工作的使用要求，在無(wú)人值守的測(cè)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行流量巡測(cè)時(shí)具有很大的盲目性和隨機(jī)性，更無(wú)法在暴雨或者洪水狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，弊端十分明顯。

對(duì)于某些水資源非常豐富、河流溪川較多、常年降雨量大、雨季持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、地表環(huán)境惡劣等容易爆發(fā)山洪的地區(qū)，運(yùn)用遙測(cè)水位系統(tǒng)技術(shù)，可以有效提升水文巡測(cè)的工作質(zhì)量和災(zāi)害預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度，從而更好地保護(hù)人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

3 遙測(cè)水位系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息采集和通信方式分類(lèi)

3.1 GPRS/GSM遙測(cè)數(shù)據(jù)通信

GPRS/GSM可以利用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用無(wú)線的方式為移動(dòng)用戶提供快速、不間斷的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)，市場(chǎng)前景巨大。運(yùn)用分組交流技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)無(wú)線信道供多個(gè)用戶共同使用，且數(shù)據(jù)傳輸速率高，使無(wú)線資源得到充分利用。由于用戶在線使用GPRS/GSM進(jìn)行遙測(cè)數(shù)據(jù)通信時(shí)，服務(wù)收費(fèi)的依據(jù)主要是流量使用情況，因此GPRS/GSM通信方式具有服務(wù)成本低廉的優(yōu)勢(shì)。前期投入安裝調(diào)試后，基本不需要后期維護(hù)修理，建設(shè)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，是目前水文巡測(cè)遙測(cè)水位系統(tǒng)通信方式的首選。GSM/GPRS方式普及快，使用范圍廣[3]。

3.2 4G遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸方式

與GSM/GPRS的中低速率傳輸相比，4G遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸方式的突出優(yōu)點(diǎn)是具有很高的帶寬，能適用于大數(shù)據(jù)流量的輸送，如視頻音頻數(shù)據(jù)、清晰的圖片文本數(shù)據(jù)信息等。雖然優(yōu)勢(shì)明顯，但4G投入使用的時(shí)間較短，使用服務(wù)費(fèi)用要遠(yuǎn)超于GSM/GPRS的傳輸方式。這是因?yàn)樗此畮?kù)是水文重地，系統(tǒng)除了巡測(cè)水庫(kù)的水位和水質(zhì)等基本情況外，還必須通過(guò)4G通信的方式傳輸視頻等大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水庫(kù)的人員出入情況，防止投毒、故意污染破壞等惡性事件的發(fā)生。

4 遙測(cè)水位系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用分析

在水文巡測(cè)工作中，水文遙測(cè)水位系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用具有很多成功的案例。例如，吉林省白山地區(qū)的水文報(bào)道：該地區(qū)于2008年實(shí)現(xiàn)了所有雨量站遙測(cè)水位系統(tǒng)的安裝和調(diào)試，為進(jìn)一步研究實(shí)測(cè)洪峰流量、定線精度等方面的對(duì)比結(jié)果，以地區(qū)常年水文巡測(cè)站2008年到2014年之間的巡測(cè)資料為基礎(chǔ)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)遙感水位系統(tǒng)的巡測(cè)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)歸納，從三方面分析驗(yàn)證水位流量關(guān)系，包括實(shí)測(cè)洪峰流量、年內(nèi)流量測(cè)次分布和定線精度方面。2010年的夏季大洪水，在遙測(cè)水位系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)支持下，預(yù)報(bào)8月14日08：00出現(xiàn)洪水，令人驚訝的是，2010年8月14日如預(yù)期的一樣，出現(xiàn)了洪水災(zāi)情，且洪峰及水位預(yù)報(bào)精度較高，為該地區(qū)防洪搶險(xiǎn)工作的開(kāi)展提供了有力的信息支持。

5 結(jié)論

在水文巡測(cè)過(guò)程中，運(yùn)用水文遙測(cè)水位系統(tǒng)能有效監(jiān)測(cè)和記錄巡測(cè)站水位的實(shí)時(shí)變化情況，提高水文工作中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，從而大大提升水文巡測(cè)工作的效率。遙測(cè)水位系統(tǒng)就是運(yùn)用高科技智能設(shè)備，采用無(wú)線通訊方式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的無(wú)線高效傳輸，為水文工作提供可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而保障人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]許亮.信息采集與傳輸在水文遙測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2016（2）：65-66.

[2]孫凱.水文巡測(cè)工作中水文遙測(cè)水位系統(tǒng)的運(yùn)用分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016（4）：8-9.

[3]廖瑋燦.論水文巡測(cè)工作中水文遙測(cè)水位系統(tǒng)的運(yùn)用[J].湖南水利水電，2017（3）：20-21.