測(cè)繪技術(shù)在上海地區(qū)水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)中的運(yùn)用研究

丁海山 孟鉦秀 陳曦遠(yuǎn)

摘 要：水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)中測(cè)繪技術(shù)的運(yùn)用具有重大的價(jià)值，有助于進(jìn)一步提升水資源管理能力、促進(jìn)自動(dòng)化與科學(xué)化，為水資源的開(kāi)發(fā)以及水利工程的建設(shè)提供強(qiáng)有力的支持。其中，大量使用的測(cè)距技術(shù)、地理信息系統(tǒng)，不僅方便快捷，而且工作量大量地減少。本文以上海地區(qū)為例，探討了測(cè)繪技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)中的運(yùn)用，可實(shí)現(xiàn)水位、水質(zhì)的精確測(cè)量以及水溫的準(zhǔn)確測(cè)定，旨在為相關(guān)水文監(jiān)測(cè)的應(yīng)用與研究提供參考。

關(guān)鍵詞：水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；測(cè)繪技術(shù)；水文監(jiān)測(cè)；實(shí)際應(yīng)用；上海地區(qū)

引言

我國(guó)跨經(jīng)度和緯度廣，受天氣影響較大，洪澇災(zāi)害常有發(fā)生，對(duì)自然環(huán)境破壞較大。我國(guó)陸續(xù)頒布了關(guān)于防洪防澇的各類(lèi)文件，明確加強(qiáng)河流的治理與檢測(cè)工作。水文監(jiān)測(cè)是防洪治水的重要組成部分，其主要是通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的方法與技術(shù)，在相關(guān)設(shè)備的支持下，對(duì)江河、湖泊等水資源的水位、水質(zhì)等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1 水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的概述與測(cè)繪技術(shù)的價(jià)值

1.1 水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)意義

該系統(tǒng)可以大幅度提高工作的效率，可以對(duì)我國(guó)各地的水資源的各種狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將各項(xiàng)信息收集，反饋給相關(guān)部門(mén)。河流水位測(cè)量是水位監(jiān)測(cè)中的重中之重，傳統(tǒng)的測(cè)量水位方法存在著不可避免的缺陷。水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過(guò)全域統(tǒng)籌統(tǒng)一來(lái)進(jìn)行管理和檢測(cè)，確保了技術(shù)體系和運(yùn)行服務(wù)平臺(tái)的一致性，為我國(guó)的環(huán)境保護(hù)以及防洪防澇提供了有力的支持與保障。

上海市是國(guó)家經(jīng)濟(jì)、金融、貿(mào)易、航運(yùn)、科技創(chuàng)新中心，地處長(zhǎng)江入?？冢喜繛楹贾轂?，與江蘇、浙江兩省交界。地跨長(zhǎng)江口、淀山湖、黃浦江、吳淞江四大水系，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤(rùn)，雨量充沛。上海防汛工作關(guān)系到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)金融安全，故其水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用是一項(xiàng)非常重要的工作。

1.2 水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要性

1.2.1 促進(jìn)資源的共享

水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以GIS平臺(tái)支撐進(jìn)行地理信息關(guān)鍵點(diǎn)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，資源共享，為區(qū)域內(nèi)水位勘察提供了便利，通過(guò)共享相關(guān)資源在水資源方面做到有效可靠。

在上海市水文總站和上海市各區(qū)縣水文站的統(tǒng)一組織下，上海境內(nèi)安裝了若干個(gè)水文自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容包含：潮位、水位、雨量、流量、蒸發(fā)、氣壓、氣溫、風(fēng)速風(fēng)向等水文要素，并在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集到數(shù)據(jù)后第一時(shí)間上傳水文系統(tǒng)專屬平臺(tái)，為汛期來(lái)臨時(shí)做好充分的準(zhǔn)備。

1.2.2 提供技術(shù)支持

該系統(tǒng)的建設(shè)能夠?yàn)榈乩硇畔⒓夹g(shù)建設(shè)提供保障，與時(shí)俱進(jìn)，促進(jìn)技術(shù)的高效率利用，以此來(lái)提升更加專業(yè)化的水平。此外，該系統(tǒng)還具備良好的應(yīng)急能力，可以在緊急情況發(fā)生時(shí)及時(shí)響應(yīng)，在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)之上，提供有利的技術(shù)保障。

由于靠近海邊，汛期上海雨水較多，防汛壓力較大，通過(guò)水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，第一時(shí)間內(nèi)對(duì)上海市的防汛工作作出指示和快速響應(yīng)，并通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的流量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)上游（江蘇、浙江）來(lái)水對(duì)本市的影響。

2 測(cè)繪技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

多年來(lái)我國(guó)的水文體系隨著時(shí)代的發(fā)展已逐步完善，為防洪防澇提供了有力的支持。但隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及環(huán)境的急劇惡化，中小河流的洪災(zāi)時(shí)有發(fā)生，這不僅使水資源的利用效率降低，更使水利工程的建設(shè)面臨更多困難。為此，加強(qiáng)對(duì)測(cè)繪技術(shù)的研究十分必要，甚至已成為當(dāng)務(wù)之急。

2.1 水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)

該系統(tǒng)在整個(gè)水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中占據(jù)著十分重要的地位，在中小河流和水庫(kù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在信息技術(shù)的發(fā)展下，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)采用科技手段，能夠大量減少人工勞動(dòng)的強(qiáng)度，其結(jié)果較為科學(xué)。并且，還能夠在監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上將信息進(jìn)行合理的分析，生成圖片、曲線圖等等，在減少人工的工作量同時(shí)，使數(shù)據(jù)的分析更為準(zhǔn)確。

水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的核心為通信技術(shù)，不需要人員看守，就可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)水位以及水溫的檢測(cè)。除此之外，該系統(tǒng)還具備多功能預(yù)警的優(yōu)勢(shì)，便于工作人員及時(shí)掌握各項(xiàng)信息，還可定時(shí)自動(dòng)巡查各個(gè)站點(diǎn)，歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤(pán)，減少數(shù)據(jù)的缺漏與丟失。同時(shí)再通過(guò)終端，將各個(gè)地方的數(shù)據(jù)采集匯總，為隨時(shí)了解到水文信息提供了支持。

2.2 信息的采集與功能的實(shí)現(xiàn)

測(cè)繪技術(shù)在信息采集方面有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行水位測(cè)量時(shí)，當(dāng)前的水利部門(mén)更傾向于價(jià)格低廉，容易實(shí)現(xiàn)的測(cè)量技術(shù)測(cè)繪技術(shù)在這方面價(jià)值會(huì)更高。水溫檢測(cè)方面，面對(duì)于中小河流的水溫檢測(cè)，普遍采用技術(shù)較為成熟的水溫檢測(cè)傳感器。

2.3 水資源業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)

水資源業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)采用先進(jìn)的GIS技術(shù).GPRS移動(dòng)通信技術(shù)，在兩種技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)水資源業(yè)務(wù)系統(tǒng)的管理，利用遠(yuǎn)程控制等手段實(shí)現(xiàn)科學(xué)而高效的管理。

實(shí)時(shí)信息采集是該系統(tǒng)的重點(diǎn)工作，為工作人員及時(shí)了解和掌握地表水和地下水資源開(kāi)發(fā)利用狀況，水位變化情況做出預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)。另外GPS技術(shù)上，我國(guó)也已有了很大程度的進(jìn)展，大大提高了災(zāi)情預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。它在洪澇災(zāi)害預(yù)警中也能夠發(fā)揮重要作用，能夠分析周?chē)赡苁転?zāi)的區(qū)域，從而預(yù)警洪澇災(zāi)害，進(jìn)行正確的防洪防澇。

2.4 污染嚴(yán)重

目前，流域內(nèi)的污水處理廠對(duì)污水的處理采取直接排放的措施，這不僅僅會(huì)造成地下水的污染，更會(huì)造成資源的浪費(fèi)。污水處理廠應(yīng)采取相關(guān)措施，提升污水的利用效率。

然而，處理廠對(duì)污水廢水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理就進(jìn)行排放，忽視國(guó)家關(guān)于污水排放的標(biāo)準(zhǔn)，任意排放的污水對(duì)地表水和地下水均造成污染。部分河段沿岸地下水甚至已受到工業(yè)廢水影響。水質(zhì)已經(jīng)越變?cè)讲?，甚至危害人身體健康。

案例分析：以上海市浦東新區(qū)為例，該區(qū)在2010年至2012年建立了在線一期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)該區(qū)域內(nèi)水資源和水質(zhì)情況。其中，18個(gè)水質(zhì)自動(dòng)站每年提供及時(shí)、準(zhǔn)確、有效的檢測(cè)數(shù)據(jù)，不斷提高運(yùn)行質(zhì)量，有效數(shù)據(jù)捕獲率不得低于80%，數(shù)據(jù)質(zhì)控合格率誤差在15%以內(nèi)（以采購(gòu)人質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)為準(zhǔn)），異常情況處理率100%。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包含：溶氧、氨氮、pH、濁度、COD、電導(dǎo)率等內(nèi)容。通過(guò)水質(zhì)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)各區(qū)域內(nèi)水質(zhì)特征進(jìn)行監(jiān)測(cè)并上傳平臺(tái)。

2.5 監(jiān)位點(diǎn)的選擇

水位監(jiān)測(cè)的位點(diǎn)選擇作為一項(xiàng)基礎(chǔ)工作必須加以重視。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的人工檢測(cè)已經(jīng)無(wú)法滿足遠(yuǎn)程水位監(jiān)測(cè)的需求與要求。需要注意的是，實(shí)際測(cè)會(huì)數(shù)值偏差問(wèn)題受測(cè)繪時(shí)間等因素的影響，為了提高定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)的準(zhǔn)確性，必須實(shí)地考察，結(jié)合先進(jìn)的科技如無(wú)人機(jī)等。當(dāng)前，我國(guó)水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)尚處于初步起步階段，定位測(cè)繪技術(shù)存在著技術(shù)限制。

3 結(jié)論與展望

綜上所述，上海市水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)可以自動(dòng)采集監(jiān)測(cè)水位、雨量、流量、氣溫、水質(zhì)等各方面水文因素，節(jié)省大量的測(cè)繪工作。與GIS技術(shù)相比，存在許多無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)如成本較低，擴(kuò)展性高等，為系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)提供支持和保障。將測(cè)繪技術(shù)作為水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重中之重。

綜上所述，水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，結(jié)合目前較為成熟的GPS等技術(shù)，為提升我國(guó)河流的監(jiān)測(cè)水平而努力。同時(shí)，該系統(tǒng)的功能也應(yīng)逐步完善，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)的同時(shí)提升水資源的利用率，減緩我國(guó)水資源緊張的狀況，為科學(xué)管理提供了新的臺(tái)階。

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