水文遙測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行及維護(hù)研究

常山虎

摘 要：中國是一個(gè)洪水頻發(fā)的國家，因此，加強(qiáng)水文遙測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用尤為重要。本文首先分析水文遙測(cè)系統(tǒng)，然后探討水文遙測(cè)系統(tǒng)維護(hù)存在的問題，并闡述水文遙測(cè)系統(tǒng)在世界和我國的發(fā)展現(xiàn)狀，最后提出水文遙測(cè)系統(tǒng)的維護(hù)要求和措施。

關(guān)鍵詞：水文遙測(cè)站;常見故障;處理方法

中圖分類號(hào)：TV697.21;TP873 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）10-0067-03

Abstract： China is a country with frequent floods， so it is particularly important to strengthen the application of hydrological telemetry system. This paper first analysed the hydrological telemetry system， then discussed the existing problems in the maintenance of the hydrological telemetry system， and expounded the development status of the hydrological telemetry system in the world and China. Finally， the maintenance requirements and measures of the hydrological telemetry system were put forward.

Keywords： hydrological telemetry station;common faults;treatment method

1 水文遙測(cè)系統(tǒng)

近年來，隨著氣候和環(huán)境的變化，發(fā)生在中國各地的水災(zāi)使房屋和旱田被破壞，交通中斷，甚至壩、山塘潰滅而造成水土資源流失和道路橋梁等公共設(shè)施損傷，給國民經(jīng)濟(jì)和人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來了很大的損失。因此，要注重環(huán)境保護(hù)和水資源開發(fā)利用，建立完善的水文自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和水文數(shù)據(jù)庫，對(duì)各地、各流域的水文數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)和收集，分析水文變化規(guī)律，提高水文的工作質(zhì)量，為防止水的災(zāi)害提供科學(xué)的技術(shù)手段和決定依據(jù)。

現(xiàn)代電子、通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為水文現(xiàn)代化建設(shè)提供了可靠的技術(shù)支撐和保障，河南省水文進(jìn)入了快速信息化發(fā)展時(shí)代。遙測(cè)系統(tǒng)是水文測(cè)報(bào)方式改革的核心，所以做好系統(tǒng)運(yùn)行管理和維護(hù)尤為重要。遙測(cè)系統(tǒng)提供了大量實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的水文數(shù)據(jù)，已成為防汛及抗旱工作不可或缺的第一資料，在水利部門發(fā)揮著重要作用。水自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)主要包括遠(yuǎn)程測(cè)量站、中央站、中繼站和副中心站。遙測(cè)站主要由數(shù)據(jù)采集器、測(cè)定器和通信單元組成，是水文自動(dòng)觀測(cè)報(bào)告系統(tǒng)的重要組成部分。根據(jù)遙測(cè)站的水文特征，遙測(cè)站可以分為雨量遙測(cè)站、水位遙測(cè)站和水文遙測(cè)站等。遙測(cè)系統(tǒng)的主要交流方式是短消息、超短波、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等。利用遙測(cè)系統(tǒng)，用戶不僅可以對(duì)硬件進(jìn)行編程，還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，方便進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。中央控制中心軟件支持用戶的二次開發(fā)，生成符合用戶要求的各種圖形系統(tǒng)和報(bào)告系統(tǒng)，一部分系統(tǒng)采用NT網(wǎng)絡(luò)方式。通用數(shù)據(jù)庫查詢軟件較易連接到用戶信息管理系統(tǒng)。隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)水文遙測(cè)系統(tǒng)提出了更高的要求。因此，要加強(qiáng)對(duì)水文遙測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的維護(hù)。

2 水文遙測(cè)系統(tǒng)維護(hù)存在的問題

現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和完善，水文資料收集逐漸被應(yīng)用于水文遙測(cè)系統(tǒng)，許多程序已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)，緩解了水文遙測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)的壓力。水文遙測(cè)系統(tǒng)是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)各數(shù)據(jù)是否合理，許多問題都是由監(jiān)測(cè)中心的人員發(fā)現(xiàn)的，很少由測(cè)量站的人員發(fā)現(xiàn)。長(zhǎng)此以往，這種情況會(huì)影響整個(gè)水文遙測(cè)系統(tǒng)的操作和維護(hù)，從而產(chǎn)生相當(dāng)大的安全風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)行和維護(hù)工作相當(dāng)重，在我國現(xiàn)階段，水文遙測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，水文遙測(cè)系統(tǒng)廣泛地整理遙測(cè)數(shù)據(jù)，水信息洪水，廣泛地應(yīng)用于定時(shí)探測(cè)等多方面，在這種龐大的系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)中，需要相當(dāng)?shù)娜肆臀锪Y源，因此，由于水文學(xué)遠(yuǎn)程測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)的操作和維護(hù)工作負(fù)荷增加，操作和維護(hù)系統(tǒng)的人員操作相當(dāng)重，工作壓力相當(dāng)大。在這樣的過負(fù)荷的長(zhǎng)期工作狀態(tài)下，在檢查人員的身體和心理上產(chǎn)生很大的壓力，在長(zhǎng)期間對(duì)水文遙測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和后期的維護(hù)不利。

3 水文遙測(cè)系統(tǒng)在世界和我國的發(fā)展的現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代初，美國，英國，日本，加拿大等一些發(fā)達(dá)國家擁有了較為先進(jìn)的水文遙測(cè)系統(tǒng)，并形成了比較完善的水文遙測(cè)系統(tǒng)，逐步向大規(guī)模發(fā)展，逐步形成網(wǎng)絡(luò)化，互聯(lián)網(wǎng)在水文遙測(cè)系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用[1-3]。

美國是工業(yè)化先進(jìn)、通信、交通網(wǎng)發(fā)達(dá)的國家，國土寬廣，人口密度不均勻的國家。因此，以各色各樣通信方式的數(shù)據(jù)報(bào)汛系統(tǒng)正在發(fā)展。美國采用超短波系統(tǒng)占有主導(dǎo)地位。其中，自申報(bào)式被廣泛使用。美國的公司和公司生產(chǎn)的系統(tǒng)是其代表。他們的產(chǎn)品被稱為可靠性。該公司生產(chǎn)了大量的水信息自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。例如，公司生產(chǎn)的設(shè)備在全球范圍內(nèi)工作于美國本土。系統(tǒng)在美國是普遍的，并且全國大部分的水文學(xué)局被合并到測(cè)量系統(tǒng)中。其中相當(dāng)部分搭載了衛(wèi)星平臺(tái)。

中國水情自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)建設(shè)從20世紀(jì)70年代中期開始，所形成的初期產(chǎn)品應(yīng)用于國內(nèi)幾個(gè)水庫。從20世紀(jì)80年代中期開始以比較高的速度建立了獨(dú)特的技術(shù)基礎(chǔ)，建設(shè)了大規(guī)模的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。系統(tǒng)發(fā)展至今為止的通信方式是最初的超短波，發(fā)展是短波、超短波、微波、衛(wèi)星、有線共享網(wǎng)絡(luò)等方式，支持更復(fù)雜的組網(wǎng)模式和自動(dòng)申報(bào)/響應(yīng)或兼容的操作模式。系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性大大提高，隨著部件質(zhì)量的提高和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，其重要的設(shè)備遙測(cè)終端的質(zhì)量也大幅提高。近年來，中國利用先進(jìn)國家水文遙測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)自行使用，對(duì)我國水文遙測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)具有一定參考價(jià)值。但是，由于技術(shù)和資金的不足，我國水文遙測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行管理存在諸多問題。

中國是一個(gè)洪水頻發(fā)的國家，中國大部分地區(qū)處于季風(fēng)區(qū)，雨季和干旱季節(jié)相對(duì)明顯，當(dāng)中國大部分地區(qū)的雨季中，主要江河和湖泊的降雨量將大幅增加，造成在中國的一個(gè)河流急劇上升，所以這個(gè)時(shí)候成為優(yōu)先防洪工程，因?yàn)樗こ虒?duì)于中國在技術(shù)上如此有利于民生提出了更高的要求，這就要求我們對(duì)水文遙測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)問題解決了。隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利工程在我國國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮了越來越重要的作用。我國寬度廣，水資源分布廣，有利于建設(shè)自然水利工程，但由于我國水資源分布不均，南北分布差距較大，建設(shè)了大量水利工程，必須保證水資源的有效利用和統(tǒng)一的分配。水文遙測(cè)系統(tǒng)是水利工程運(yùn)行維護(hù)的核心技術(shù)，在這一過程中起著至關(guān)重要的作用。因此，要真正發(fā)揮這些水利工程的作用，就必須對(duì)水文遙測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行日常檢測(cè)和維護(hù)。

4 水文遙測(cè)系統(tǒng)的維護(hù)要求和措施

負(fù)責(zé)遙測(cè)站的日常運(yùn)行監(jiān)測(cè)，定期維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障，及時(shí)對(duì)遙測(cè)站故障原因進(jìn)行初步調(diào)查和簡(jiǎn)單故障處理，報(bào)告處理，排除安全隱患，確保遠(yuǎn)程站點(diǎn)的正常運(yùn)行，以及工作分類帳。當(dāng)遙測(cè)站未能自動(dòng)收集水位、降雨等信息時(shí)，則立即基于相關(guān)要求、立即開始人工觀測(cè)，保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性。每個(gè)月都有兩個(gè)水信息中心硬件和軟件檢測(cè)及維護(hù)檢查，包括遠(yuǎn)程測(cè)量數(shù)據(jù)庫備份、日志維護(hù)、路由器、交換機(jī)維護(hù)、UPS、電池運(yùn)行狀況檢查、定期充電和放電。同時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)量站的運(yùn)行維護(hù)工作，強(qiáng)化遠(yuǎn)程測(cè)量站的日常運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和定期維護(hù)管理，促進(jìn)遙測(cè)作業(yè)的維護(hù)站的準(zhǔn)備。通過水文信息移動(dòng)查詢系統(tǒng)，強(qiáng)化遠(yuǎn)程測(cè)定臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)定局的運(yùn)用管理維護(hù)作業(yè)。

5 水文遙測(cè)系統(tǒng)故障的維護(hù)方法和建議

在水文信息預(yù)報(bào)工作中，水文遙測(cè)終端技術(shù)的應(yīng)用效果往往與水文信息預(yù)報(bào)的整體工作效率有關(guān)。作為實(shí)時(shí)的聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，遙測(cè)系統(tǒng)具有不間斷的工作特性。隨著測(cè)定方法的改革，遙測(cè)數(shù)據(jù)被直接用于防止洪水。遙測(cè)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以迅速解析故障，迅速恢復(fù)系統(tǒng)，這直接影響了洪水報(bào)告的質(zhì)量。遙控測(cè)定系統(tǒng)中，主要有中央網(wǎng)絡(luò)障礙、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)障礙、以及站RTU障礙這3種類型的障礙。電力故障是遙測(cè)站的一般故障，通常很容易生成電源模塊，現(xiàn)在使用的所有電源都是太陽能電池，應(yīng)在中央局發(fā)現(xiàn)，雨量測(cè)站發(fā)生故障，來到現(xiàn)場(chǎng)時(shí)打開機(jī)器。卸下相應(yīng)的太陽能電池和底部插頭的數(shù)據(jù)采集裝置，數(shù)字萬用表的直流電池電流和電壓檢查。當(dāng)自動(dòng)測(cè)量和報(bào)告系統(tǒng)在收集器，調(diào)制解調(diào)器和消息通信直流電壓范圍的電壓比率下降，那么需要對(duì)太陽能電池及其充電模塊進(jìn)行檢查，對(duì)太陽能電池模塊的輸入插頭進(jìn)行充電。中央站遠(yuǎn)程測(cè)量站發(fā)生紅現(xiàn)象時(shí)，立即修理遠(yuǎn)端站，先進(jìn)行檢查，檢查供電部分正常，檢查檢查數(shù)據(jù)收集器是否正常。如果數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)不完整的超短波發(fā)射，則插頭的收集器模塊可能變得松弛。如果拔掉插頭，測(cè)試成功，則會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)收集問題。如果接收到數(shù)據(jù)，請(qǐng)檢查遠(yuǎn)程測(cè)量工作站。在檢查過程中，主數(shù)據(jù)采集模塊呈紅色，系統(tǒng)掛起，這基本是正常的數(shù)據(jù)采集，在上電之后再卸下，系統(tǒng)模塊重置重置并重置參數(shù)。遠(yuǎn)程工作站工作正常。通常，該車站距中心一定距離，通過中繼器發(fā)送信息，維護(hù)人員監(jiān)視遠(yuǎn)程站的實(shí)施狀況，并初步確定遙測(cè)站，方便遠(yuǎn)程測(cè)量站的值班記錄分析故障，從而保證水文遙測(cè)站的正常運(yùn)行。

為確定合理的合同方式和平行檢測(cè)方式以及合同工程質(zhì)量檢驗(yàn)的并行檢測(cè)所涉及的內(nèi)容是不同檢測(cè)項(xiàng)目的主要內(nèi)容對(duì)測(cè)試的要求不同，且技術(shù)的復(fù)雜程度不同，要求施工檢測(cè)條件有不同的要求，只有合理的并行檢測(cè)類型才能定義并行檢測(cè)模式和合理的確認(rèn)次數(shù)。有機(jī)工作組成立。根據(jù)水利工程建設(shè)的實(shí)際情況，形成了跟蹤檢測(cè)和并行檢測(cè)的有機(jī)整體，提高了并行檢測(cè)技術(shù)的對(duì)比和目的，并對(duì)跟蹤檢測(cè)和和平檢測(cè)進(jìn)行了跟蹤。測(cè)量技術(shù)是承包商在質(zhì)量自檢過程中產(chǎn)生的，這兩個(gè)因素是相互依存和相互依存的，可以指導(dǎo)工程施工的質(zhì)量，形成一個(gè)有機(jī)統(tǒng)一的工作整體。

6 結(jié)語

實(shí)施水電工程施工監(jiān)理與并行檢測(cè)技術(shù)的跟蹤檢測(cè)，是提高工程質(zhì)量的重要舉措，要充分認(rèn)識(shí)工作人員處理兩次實(shí)施的重要性，加強(qiáng)對(duì)水的監(jiān)督水利工程建設(shè)十分必要，因此，在工程建設(shè)中應(yīng)及時(shí)解決工作中存在的問題，以提高水利工程質(zhì)量的建設(shè)。水文遙測(cè)系統(tǒng)是檢測(cè)水文信息變化的一次計(jì)量表，中國機(jī)械式水文遙測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)逐漸接近于國際先進(jìn)水平，而電子水文遙測(cè)系統(tǒng)均落后于國際先進(jìn)水平，設(shè)計(jì)要求與理念的差異是重要的原因。水文遙測(cè)系統(tǒng)從單純感知被檢測(cè)對(duì)象的設(shè)備變化為感知對(duì)象變化、水文數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)募苫悄芟到y(tǒng)。將GPS、GIS技術(shù)及RS技術(shù)的“3S”技術(shù)與水文自動(dòng)測(cè)報(bào)遙測(cè)系統(tǒng)結(jié)合在一起，建立空間數(shù)據(jù)庫和信息采集系統(tǒng)，將水利專業(yè)屬性數(shù)據(jù)與空間位置直觀地結(jié)合起來，為水利信息可視化表達(dá)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)手段。在DEM分割的流域網(wǎng)格單元中制作水文模型，模擬流域單元內(nèi)的水流運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行地表水和地下水的演算，也是將來努力的方向。遙測(cè)站是水文測(cè)量系統(tǒng)的重要組成部分，其正常運(yùn)行可以保證水文遙測(cè)系統(tǒng)的水文自動(dòng)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，專業(yè)維修人員負(fù)責(zé)防洪和水文數(shù)據(jù)收集任務(wù)，水文遙測(cè)系統(tǒng)不能通過系統(tǒng)精煉遙測(cè)系統(tǒng)，準(zhǔn)確判斷故障原因，從而快速修復(fù)遙測(cè)故障。確保遙測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行良好，在今后的工作中，從實(shí)際出發(fā)，掌握工作的規(guī)律，加強(qiáng)工作，不斷加強(qiáng)水文遙測(cè)維護(hù)管理工作的思路和經(jīng)驗(yàn)，探索維護(hù)管理的更科學(xué)方法，探索將維護(hù)工作設(shè)置在遙測(cè)中專業(yè)開發(fā)。

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