論水利水文遙測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施

吳偉波 苗清 靳君

摘要：水文遙測(cè)系統(tǒng)的建立有助于對(duì)水資源分布的掌握，可以通過(guò)水文數(shù)據(jù)對(duì)水資源、水利設(shè)施進(jìn)行開發(fā)、管理、利用?？梢蕴嵘Y源調(diào)度、防洪預(yù)警、抗旱等工作的效率。水文遙測(cè)系統(tǒng)主要是利用探測(cè)器對(duì)水文相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，例如：雨量、流量、流速、水質(zhì)、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等，然后通過(guò)信息技術(shù)將這些數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)中，以便對(duì)水利活動(dòng)進(jìn)行管理。本文主要闡述了水文遙測(cè)系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀以及設(shè)計(jì)方案和實(shí)施方法。以促進(jìn)水文監(jiān)測(cè)與維護(hù)調(diào)度工作的效率，

關(guān)鍵詞：水文;遙測(cè)系統(tǒng);設(shè)計(jì)實(shí)施

引言：水文遙測(cè)系統(tǒng)可以是通過(guò)自動(dòng)化或半自動(dòng)化信息采集的方式對(duì)水文動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)控。這一系統(tǒng)的使用，不僅可以提升水利部門的管理效率，還可以促進(jìn)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)流量、降雨、水位等信息進(jìn)行第一之間掌握。

水文遙測(cè)系統(tǒng)的組成

1.1現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以水文動(dòng)態(tài)監(jiān)管RTU為核心，利用水流計(jì)、水位計(jì)、雨量計(jì)、溫度計(jì)、濕度計(jì)、風(fēng)向標(biāo)、攝像探頭等測(cè)量?jī)x器及裝置，及時(shí)有效的收集實(shí)時(shí)水文狀況，第一時(shí)間做出分析處理，以數(shù)據(jù)和圖像的方式存檔。

1.2、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

通過(guò)GPRS/CDMA傳輸實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)和圖像采集數(shù)據(jù);支持電源切斷控制，在應(yīng)答模式下具有長(zhǎng)時(shí)間無(wú)通信重啟功能，在自報(bào)模式和混合模式下，具有通信失敗重啟功能。

1.3報(bào)警監(jiān)控中心

報(bào)警監(jiān)控中心是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定、有效運(yùn)行及各種問(wèn)題的及時(shí)處理。報(bào)警監(jiān)控中心包括硬件設(shè)備和水文自動(dòng)監(jiān)控管理 系統(tǒng)軟件，信息中心需配備互聯(lián)網(wǎng)上的固定IP地址。

2、水利水文遙測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

2.1GPS技術(shù)的應(yīng)用與研究

GPS技術(shù)可以用來(lái)對(duì)水底中的地理形勢(shì)的測(cè)量，對(duì)全球范圍內(nèi)的災(zāi)區(qū)進(jìn)行定位;GPS技術(shù)可以在發(fā)生洪澇災(zāi)害時(shí)對(duì)災(zāi)區(qū)地點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，還可以運(yùn)用無(wú)線電通話技術(shù)進(jìn)行通話指導(dǎo)救災(zāi)工作。

2.2ANN技術(shù)的應(yīng)用與研究

ANN技術(shù)也可以稱為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這是一種模仿人的大腦結(jié)構(gòu)和功能所制定出的一種非線性信息的處理系統(tǒng)。在水文領(lǐng)域中，ANN技術(shù)主要被應(yīng)用于洪水和降雨徑流的預(yù)報(bào)這兩方面上。

2.3水情自動(dòng)化遙測(cè)系統(tǒng)的具體應(yīng)用方案

水庫(kù)在汛期要做到科學(xué)調(diào)洪，就要對(duì)水文遙測(cè)系統(tǒng)做好準(zhǔn)確和科學(xué)的應(yīng)用方案。首先，要及時(shí)并準(zhǔn)確的采集各種水文水情的數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)的把握是防洪調(diào)度的基本依據(jù)，也是水情自動(dòng)化測(cè)報(bào)的基本應(yīng)用。讓水情具體情況通過(guò)數(shù)據(jù)快速的傳入到計(jì)算機(jī)中心能夠極大地提高水情信息的時(shí)效和精確度，從而讓指揮系統(tǒng)能夠迅速得出科學(xué)正確的實(shí)施方案。其次，建立預(yù)報(bào)調(diào)洪的計(jì)算機(jī)模型。對(duì)水情的分析是需要中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體運(yùn)作的，所以科學(xué)的應(yīng)對(duì)水情問(wèn)題應(yīng)該對(duì)每個(gè)水庫(kù)都建立獨(dú)特的計(jì)算機(jī)模型，對(duì)水流量、水流算法都進(jìn)行程序化設(shè)計(jì)，讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)迅速加以分析和預(yù)測(cè)。

2.4遙測(cè)終端（RTU）

RTU主要是負(fù)責(zé)監(jiān)視以及測(cè)量安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的傳感器以及設(shè)備。第一應(yīng)該把測(cè)得的水位、雨量狀態(tài)以及信號(hào)將其轉(zhuǎn)換變?yōu)榭梢栽谕ㄐ琶襟w之上而發(fā)送的數(shù)據(jù)格式，之后再把數(shù)據(jù)格式通過(guò)無(wú)線通信模塊傳輸?shù)剿橹行?。與此同時(shí)水文遙測(cè)系統(tǒng)的測(cè)報(bào)方式主要包括有自報(bào)式、混合式、應(yīng)答式等等三種。而一些水情中心報(bào)汛通信使用的是定時(shí)自報(bào)、加報(bào)和召測(cè)兼容的工作體制。測(cè)站接收分中心的召測(cè)，或通過(guò)軟件設(shè)置，自動(dòng)或者是依據(jù)分中心指令增減傳送數(shù)據(jù)頻度，然后進(jìn)行自報(bào)。

2.5太陽(yáng)能電源系統(tǒng)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電板和蓄電池結(jié)合的方式滿足遙測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)耗電。太陽(yáng)能電源系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，很好地解決了以前使用交流電供電時(shí)存在的問(wèn)題：容易遭雷擊、不穩(wěn)定、受環(huán)境限制（如遙測(cè)站交通不便、傳輸距離遠(yuǎn)、無(wú)交流電）。

3、水文遙測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施在整個(gè)水文遙測(cè)系統(tǒng)中，遙測(cè)終端的實(shí)際效率會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生巨大的影響，同樣也是水文情報(bào)預(yù)報(bào)工作的重要環(huán)節(jié)。水文情報(bào)預(yù)報(bào)工作主要是應(yīng)用于防洪抗災(zāi)等一系列與水情有關(guān)自然災(zāi)害的預(yù)防，所以對(duì)水文情報(bào)預(yù)報(bào)工作的準(zhǔn)確度有著非常高的要求。水文情報(bào)預(yù)報(bào)工作的開展要針對(duì)地區(qū)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r來(lái)制定發(fā)展計(jì)劃，對(duì)水位雨量的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)是非常重要的，在這樣的基礎(chǔ)上，實(shí)施科學(xué)的調(diào)控措施，即，使該地區(qū)出現(xiàn)了洪澇災(zāi)害，也能夠進(jìn)行有效的控制。所以，水文遙測(cè)終端技術(shù)在水文情報(bào)預(yù)報(bào)工作中有著非常高的應(yīng)用價(jià)值，為了有效地防止各類洪澇災(zāi)害的發(fā)生，應(yīng)加大對(duì)該技術(shù)的推廣力度，并繼續(xù)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行深入的研究，同時(shí)還需要及時(shí)的更新設(shè)備，使水文遙測(cè)終端技術(shù)能夠發(fā)揮出最大的價(jià)值。

總結(jié)：水文遙測(cè)系統(tǒng)是對(duì)水文相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與分析的控制系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)可以有效的了解區(qū)域內(nèi)的水文情況，建立精確的數(shù)據(jù)信息庫(kù)，為防洪搶險(xiǎn)工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

因此，大力建設(shè)遙測(cè)系統(tǒng)，投入足夠的建設(shè)資金，以此來(lái)推進(jìn)全國(guó)水利信息化的建設(shè)。水利水文遙測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施對(duì)于水利部門來(lái)說(shuō)具有劃時(shí)代的意義，水利工程中的每一個(gè)人都應(yīng)該重視它。

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