孔雀河他什店水文站新舊對比分析

張 偉

(新疆巴音郭楞水文水資源勘測局，新疆庫爾勒841000)

孔雀河源自博斯騰湖，水源由揚水站揚水和達(dá)吾提閘出流共同造成。孔雀河隸屬塔里木河流域，上世紀(jì)70年代，孔雀河與塔里木河匯合可達(dá)羅布泊，河長942 km。70年代以后，由于孔雀河上游沿程用水增多，引水樞紐、水庫相繼建成，孔雀河下泄水量逐年減少，流程僅到尉犁縣的阿克蘇甫，河長縮短了523 km。

孔雀河是庫爾勒市、尉犁縣、塔里木墾區(qū)工農(nóng)業(yè)用水的主要水源，根據(jù)各行業(yè)用水需求，孔雀河水量受到人工調(diào)節(jié)，四季變化不大。

他什店水文站建于1953年9月，位于庫爾勒市塔什店鎮(zhèn)，承擔(dān)著孔雀河的水量、水質(zhì)監(jiān)測和氣象觀測任務(wù)。該水文站主要監(jiān)測項目有水位、水溫、冰情、流量、降水、蒸發(fā)(Φ20 cm)、氣溫、水質(zhì)等。自建站以來，2002年8月31日實測最高水位:8.03 m，最大流量:158 m3/s，最大水深:6.70 m。

1 改造建設(shè)前測站情況

(1)測驗方式:常年駐守監(jiān)測，為駐測站;

(2)值守人員配置:2人;

(3)主要測驗設(shè)施:水準(zhǔn)點3個;基本水尺1組;自記井房(磚木結(jié)構(gòu)10 m2)1處;水文吊箱(雙鎖纜道)1處;12 m×12 m氣象觀測場1處;站房(磚木結(jié)構(gòu)100 m2;上世紀(jì)80年代修建)1處;庭院及磚圍墻1處;

(4)主要設(shè)備:S3——932810水準(zhǔn)儀1架，SW40型浮子式自記水位計2臺，Ls25─1型流速儀3架，鉛魚2個，虹吸雨量計1個，百葉箱1個，蒸發(fā)皿2個(20 mm和E601型);

(5)觀測方式

①水位觀測，采用浮子式日記水位計記錄水位，每天8點、20點人工校核2次。

②流量測驗:采用水文吊箱(雙鎖纜道)測流，人工上吊箱，高空作業(yè)。測洪標(biāo)準(zhǔn):20年一遇。

③氣象觀測:人工觀測、記錄，每天8點、14點、20點觀測，觀測方式為最基本、最原始

2 改造建設(shè)后測站情況

2004年，通過塔里木河流域水文與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)項目，對該水文站進(jìn)行了全面改造，建成全疆第一個數(shù)字化水文站。

2.1 設(shè)施情況

新建水準(zhǔn)點3個;基本水尺1組;儀器安置房(磚混結(jié)構(gòu)15 m2)1處;超聲波水位計支架1處;ADCP測流儀支架1處;視屏建設(shè)系統(tǒng)1套;鋼結(jié)構(gòu)圍欄氣象觀測場1處;自動化監(jiān)測、傳輸、記錄系統(tǒng)1套;磚混結(jié)構(gòu)地上一層，建筑面積200 m2)1處;圍墻、地坪、綠化1套。

2.2 主要設(shè)備

自動安平水準(zhǔn)儀1架，電子經(jīng)緯儀1臺，超聲波自記水位計1臺，多普勒ADCP自動測流儀1臺，LS25─1型流速儀3架，翻斗式雨量計1個，玻璃鋼百葉箱1個，蒸發(fā)皿2套(20 mm和E601型)。

2.3 監(jiān)測方式

水位、流量、水溫、氣溫、降水、蒸發(fā)自動采集、傳輸和記錄，水文吊箱作為測流校測設(shè)備。

3 數(shù)字化水文站特點

在他什店水文站，測站職工打開電腦，經(jīng)過1分多鐘的參數(shù)輸入，再等待100秒后，測驗斷面當(dāng)時的水位、流量、流速、斷面面積和氣象場當(dāng)時的氣溫、蒸發(fā)等數(shù)據(jù)就會在平板大屏幕上顯示出來，再打開視頻監(jiān)視系統(tǒng)，又能清晰看到基本斷面周圍的設(shè)施和觀測水尺，測站職工足不出戶而且在很短的時間內(nèi)就可以完成觀測、計算、存儲和斷面監(jiān)視工作。

多年來，無數(shù)水文科技工作者致力于水文自動測報技術(shù)的研發(fā)工作，旨在利用當(dāng)今先進(jìn)的數(shù)字信息技術(shù)，在測站實現(xiàn)水文、氣象數(shù)據(jù)采集、傳輸、計算處理和信息服務(wù)全部自動化。他什店水文站自動化建成，匯集了水文職工聰明才智和辛勤勞動的成果，這是新疆水文史上首次成功的嘗試。

他什店水文站通過數(shù)字化改造后，改變了以往傳統(tǒng)的測驗?zāi)Ｊ?，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動傳輸，科學(xué)測驗。其優(yōu)點為:

(1)觀測的先進(jìn)性:以前觀測水位、水溫時，完全是人工觀測，必須到測驗斷面，一天至少觀測兩次水位，多時可達(dá)十余次，測站職工在斷面和站房之間往返多趟，既費時又費力?，F(xiàn)在觀測水位時，由超聲波水位計采集水位數(shù)據(jù)，在站房計算機屏幕上顯示出來，直接讀取。用視頻觀測直立式水尺來校核超聲波水位計采集的水位數(shù)據(jù)，既快又準(zhǔn)。水溫數(shù)據(jù)也可以在計算機幕上顯示出來，直接讀取。

以往施測流量是雙索纜車人工測流，測一份流量長達(dá)2個多小時，由于水位—流量沒有關(guān)系，每天都得測流，勞動強度大?，F(xiàn)在測流，通過站房的計算機連接斷面的ADCP測硫儀探頭，輸入測流參數(shù)后，只用2分多種的時間就測出一份流量，大大減輕了勞動強度。

(2)計算的快速性:現(xiàn)在水位通過計算機自動計算，流量在實測完成后，計算機也自動計算出成果，不需要人工再次計算，減少了差錯率。

(3)成果的準(zhǔn)確性:自動采集的水位與人工觀測的水位進(jìn)行對比，最大誤差為4 cm。流量是根據(jù)ADCP自動采集入庫，目前所用該儀器采集的數(shù)據(jù)自動全部入庫，并按要求完成了相應(yīng)的計算。降水、氣溫、水溫等水文要素，自動采集的數(shù)據(jù)與人工觀測的數(shù)據(jù)，經(jīng)過對比，都在允許誤差范圍之內(nèi)，達(dá)到了精度要求。只有蒸發(fā)數(shù)據(jù)經(jīng)過對比，誤差稍大，主要原因是觀測方法和計算方法引起的誤差。

(4)測驗的時效性:現(xiàn)在水位采集可以實現(xiàn)1分鐘采集一次，流量可以隨時進(jìn)行施測，氣象項目和水溫，1小時采集一次，大大增加了各種水文要素的觀測密度。同時還可以自動生成報文，連接到網(wǎng)絡(luò)后，自動發(fā)送。

4 結(jié)語

通過試運行，他什店水文站數(shù)字化改造工程較好的解決了技術(shù)難題，在水文站自動化建設(shè)方面具有以下優(yōu)點:

(1)實現(xiàn)了監(jiān)測斷面電源的遠(yuǎn)程控制。

(2)實現(xiàn)了監(jiān)測斷面ADCP遠(yuǎn)程控制。

(3)實現(xiàn)了水情報文自動生成和多路徑數(shù)據(jù)傳輸。

他什店水文站數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)運行后，單人在站就可以進(jìn)行多參數(shù)觀測。數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)在水文站的應(yīng)用，不僅提高了測驗工作的時效性、準(zhǔn)確性，減輕了職工的勞動強度，同時還提高了生產(chǎn)的安全性。他什店水文站數(shù)字化改造的成功經(jīng)驗，為下一步全疆水文站網(wǎng)的數(shù)字化建設(shè)提供了樣板，也為實現(xiàn)水文現(xiàn)代化打下了堅實的基礎(chǔ)。