淺談水文測報(bào)系統(tǒng)發(fā)展與可靠性分析

摘 要:新時(shí)期的水文工作面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)以及承擔(dān)著更多的責(zé)任，不斷針對(duì)水文工作展開理論研究和科技創(chuàng)新與實(shí)踐是促進(jìn)水文工作不斷取得進(jìn)展與突破的根本途徑。水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的建立與完善不僅是水文工作的必要趨勢，同時(shí)也是水文現(xiàn)代化發(fā)展的重要部分。重視水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的研究是在水文工作中不斷落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的要求，本文在對(duì)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)做出簡要闡述的基礎(chǔ)上對(duì)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的發(fā)展做出了總結(jié)，并對(duì)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)可靠性的影響因素以及防治辦法做出探討，期望通過保持水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的可靠性使其為水文工作以及社會(huì)的發(fā)展起到更大的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞:水文自動(dòng)測報(bào) 發(fā)展歷程 可靠性 策略

中圖分類號(hào):TV1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)08(a)-0033-01水文測驗(yàn)工作是水文工作體系中的基礎(chǔ)內(nèi)容與重要構(gòu)成部分，能夠?yàn)樗Y源的合理開發(fā)利用、水資源的管理、防洪抗旱以及水利規(guī)劃等都能夠提供許多有效的數(shù)據(jù)信息，從而使水文工作更加具有科學(xué)性。隨著科技的不斷發(fā)展，水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)在水文測驗(yàn)工作中的應(yīng)用提高了水文工作的效率與準(zhǔn)確度，但是同時(shí)水文工作也對(duì)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的可靠性提出了很高的要求，所以有必要對(duì)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)概念與工作原理做出正確的認(rèn)識(shí)，并對(duì)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)工作過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)與分析，使水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)更好的在水文工作中發(fā)揮出其重要的推動(dòng)作用。

1 水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)及其工作原理

水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)中引用到了遙測、通信、計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)，能夠完成測區(qū)內(nèi)蒸發(fā)量、降水量、流量、風(fēng)向、風(fēng)速等一系列與水文氣象有關(guān)要素的數(shù)據(jù)收集、處理與傳輸。水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)作為水文信息和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，同樣需要進(jìn)行相應(yīng)科學(xué)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，并進(jìn)行正確的建設(shè)與完善的管理。水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)由一個(gè)中心站與若干個(gè)遙測站組成，在復(fù)雜地形中還需要設(shè)立若干個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)中繼站。而由于一些特殊的水文測驗(yàn)工作要求建立大型水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，則需要補(bǔ)充多個(gè)集合轉(zhuǎn)發(fā)站。一般的水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)包括測量需采集參數(shù)并轉(zhuǎn)換為信號(hào)發(fā)送的傳感器、將參數(shù)轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)的信源編碼以及將信源編碼輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換規(guī)則便于心道傳輸?shù)男盘?hào)編碼、與編碼過程相逆的解碼、存儲(chǔ)采集參數(shù)的記錄裝置、現(xiàn)實(shí)采集參數(shù)的現(xiàn)實(shí)裝置、調(diào)制解調(diào)以及擴(kuò)展通信口組成。水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的工作制式是主要有自報(bào)式與應(yīng)答式兩種，應(yīng)答式存在信息和數(shù)據(jù)不易丟失的優(yōu)勢，但是同時(shí)也存在電功耗大以及安裝和維護(hù)的難度較高等特點(diǎn)。

2 水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的發(fā)展

在水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)被應(yīng)用到水文工作中以前，水文參數(shù)、資料的收集基本靠人工、水文站和雨量站來測驗(yàn)，而這種模式下不僅耗用的人力資源較大，同時(shí)也受到自然環(huán)境的影響，而信息收集的有限性也限制了水文工作的開展。我國在20世紀(jì)70年代開始開發(fā)和研制水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)，至今已經(jīng)取得了重要的成果并成為了水文現(xiàn)代化建設(shè)中不可缺少的重要內(nèi)容。

2.1 初創(chuàng)階段

水文自動(dòng)測報(bào)技術(shù)在初創(chuàng)階段受到技術(shù)的影響，所以效果并不是十分理想，但是其取得的成果對(duì)以后的水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)建設(shè)打下了基礎(chǔ)。在將近10年的時(shí)間里，測報(bào)系統(tǒng)采用“查詢—應(yīng)答”式的工作體系，但是傳輸速率較低。在有線電話的局限性下無線通信在這一階段得到了應(yīng)用，但是其可靠性仍舊不能滿足使用要求。當(dāng)時(shí)對(duì)電流的使用比較重視，這也形成了在以后的水文自動(dòng)測報(bào)中比較重視低耗能設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)，同時(shí)也為以后的設(shè)計(jì)提供了很多的經(jīng)驗(yàn)。由于種種原因的限制，當(dāng)時(shí)的水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的應(yīng)用主要面向小流域，在一般不超過50個(gè)遙測站的情況下為防汛工作服務(wù)。

2.2 建設(shè)發(fā)展階段

水文自動(dòng)測試系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展期是80年代中期到90年代中期，主要特點(diǎn)是水資源自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)從示范試點(diǎn)轉(zhuǎn)入實(shí)用化，主要貢獻(xiàn)在于一支技術(shù)人才隊(duì)伍的培訓(xùn)對(duì)以后的水文自動(dòng)測試系統(tǒng)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。系統(tǒng)遙測站的定時(shí)上電工作方式也促進(jìn)了解決電耗問題的解決，遙感中斷和中繼也得到了換代。雖然在建設(shè)發(fā)展階段取得的成就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只這些，但是仍舊有一些問題有待改進(jìn)與解決，如數(shù)據(jù)丟失問題仍舊對(duì)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的可靠性造成了很大威脅，雷擊對(duì)系統(tǒng)的破壞比較明顯等。

2.3 網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代

網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的來臨也使水文測報(bào)技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了不同流域、不同地區(qū)在信息、數(shù)據(jù)等方面信息實(shí)現(xiàn)了快速的傳播的共享。同時(shí)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的功能也從比較單一的雨量、水位等向風(fēng)向、風(fēng)俗、溫度、水質(zhì)等發(fā)展，為水文工作的管理決策提供了重要的數(shù)據(jù)。在信息的存儲(chǔ)方面不僅可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的讀取，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程的下載。國內(nèi)共用通信網(wǎng)對(duì)全國各地的開放為水文測報(bào)系統(tǒng)以及其聯(lián)網(wǎng)提供了良好條件，遙感設(shè)備也趨向智能化發(fā)展。

2.4 水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)技術(shù)的新進(jìn)展

隨著今年先進(jìn)科技的研發(fā)與普及，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展為水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的建立提供了更多的資源，水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)如預(yù)報(bào)調(diào)度決策等軟件功能的建設(shè)與改造使水文工作更加的效率和及時(shí)。同時(shí)系統(tǒng)功能的加強(qiáng)也確保了參數(shù)采集的準(zhǔn)確度以及降低了系統(tǒng)受損的頻率，遙感器接口能力的加強(qiáng)、遙測終端機(jī)的智能化，良好的電源管理等重要技術(shù)的突破都促使我國遙測終端技術(shù)性能與國際先進(jìn)水平接軌。通信技術(shù)的應(yīng)用與改革尤其是微型通信的應(yīng)用以及信道的改革都改良了參數(shù)的傳輸能力，總之在技術(shù)不斷發(fā)展的今天，水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)在不斷與新科技結(jié)合并在水文工作中發(fā)揮著越來越重要的作用。

3 水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)可靠性分析

從水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)中可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理以及供電系統(tǒng)和防雷系統(tǒng)都會(huì)影響水文自動(dòng)報(bào)測系統(tǒng)的可靠性，所以保持和促進(jìn)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的可靠性應(yīng)當(dāng)采取針對(duì)性的策略。在數(shù)據(jù)傳輸采集前要對(duì)數(shù)據(jù)采集的區(qū)域進(jìn)行認(rèn)真的勘測并進(jìn)行可行性研究，確保不要為日后的維護(hù)增加不必要的難度。在系統(tǒng)建設(shè)中要根據(jù)實(shí)際情況選擇工作制式，在通信信道的選用上也要在保證數(shù)據(jù)的可靠性基礎(chǔ)上考慮到實(shí)際情況以及經(jīng)濟(jì)適用等問題。在數(shù)據(jù)的處理中應(yīng)當(dāng)在超出測站可能最大值或出現(xiàn)反常規(guī)值的情況下告警，以便通過人工確認(rèn)和上報(bào)等工作。供電系統(tǒng)方面在有人監(jiān)守的情況下可以采用交流電以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在無人監(jiān)守的情況下應(yīng)當(dāng)采用太陽能供電等能夠保證維持系統(tǒng)運(yùn)行的供電方式，同時(shí)設(shè)定定時(shí)預(yù)報(bào)來使工作人員掌控系統(tǒng)的供電情況。防雷系統(tǒng)的完善中要在采用霹雷針防雷的基礎(chǔ)上尤其注意通過個(gè)例變壓器等裝置進(jìn)行電源防雷，防止因系統(tǒng)損壞而影響其可靠性。最后要重視按照相關(guān)規(guī)定做好系統(tǒng)的維護(hù)工作，對(duì)出現(xiàn)故障的設(shè)備要及時(shí)補(bǔ)救，這就要求在維護(hù)人員的選用以及維護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新上做出相應(yīng)的努力。

參考文獻(xiàn)

[1]歐陽小琴.水資源信息監(jiān)控與管理[J].科技廣場，2006（5）.

[2]劉雙林，鄭念發(fā).水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)新技術(shù)及應(yīng)用[J].吉林水利，2009（4）.