淺析現(xiàn)代水文信息技術(shù)在水情遙測中的應(yīng)用

張楠

摘要：在水利現(xiàn)代化建設(shè)的過程中，水文現(xiàn)代化是非常重要的。在采集、測算水情信息的過程中，加強(qiáng)水文信息的數(shù)據(jù)傳遞和管理是非常重要的，可以將傳統(tǒng)的水文信息逐步轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代化的水文信息，將自動監(jiān)測的領(lǐng)域擴(kuò)大，讓自動采集傳輸實現(xiàn)。本文重點(diǎn)對現(xiàn)代水文信息技術(shù)在水情遙測中的應(yīng)用進(jìn)行分析和研究，以供參考。

Abstract： Hydrological modernization is very important in the process of water conservancy modernization. In the process of collecting and measuring hydrological information， it is very important to strengthen the data transmission and management of hydrological information. The traditional hydrological information can be gradually transformed into modern hydrological information， and the field of automatic monitoring will be expanded to realize automatic acquisition and transmission. This paper focuses on the analysis and research of the application of modern hydrological information technology in hydrological telemetry for reference.

關(guān)鍵詞：水情遙測;水文信息技術(shù);傳感器;采集;RTU

Key words： hydrological telemetry;hydrological information technology;sensor;acquisition;RTU

中圖分類號：TV12? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）24-0217-02

1? 水情遙測系統(tǒng)的概述

水情遙測系統(tǒng)主要是通過自動化水文傳感設(shè)備、遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備、遙測終端等現(xiàn)代化信息系統(tǒng)進(jìn)行傳統(tǒng)水文信息數(shù)據(jù)的自動化采集，其中主要包含兩個部分：信息中心和遙測站。遙測站主要利用水文傳感器、太陽能電源系統(tǒng)、遙測終端以及通訊模塊等自動化技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。在信息中心當(dāng)中可以獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)并且利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫讓水文信息的發(fā)布應(yīng)用實現(xiàn)，以下為水文遙測信息采集的具體流程。

2? 現(xiàn)代水文信息技術(shù)在水情遙測應(yīng)用中的必要性分析

具體分析現(xiàn)代水文信息技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)在信息傳輸、發(fā)布、決策的過程中依然有很多不足之處，主要由于很多區(qū)域現(xiàn)代水文信息采集的過程中水情站的設(shè)備相對較為落后，在進(jìn)行信息預(yù)測和發(fā)布的過程中準(zhǔn)確性和及時性相對較差。在進(jìn)行信息數(shù)據(jù)采集的過程中，很多水文站依然使用原有的傳統(tǒng)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測，費(fèi)力費(fèi)時，而且很多區(qū)域水情遙感站相對較少，在監(jiān)測的過程中無法符合整體的水平監(jiān)測需要。很多觀測員沒有接受嚴(yán)格的培訓(xùn)，實際業(yè)務(wù)能力無法達(dá)到要求，嚴(yán)重的影響了水文監(jiān)測站的數(shù)據(jù)采集。另外很多水文站沒有科學(xué)的把固定監(jiān)測點(diǎn)和移動監(jiān)測點(diǎn)之間進(jìn)行結(jié)合，在水情信息采集的過程中產(chǎn)生了一定的技術(shù)缺陷。

在進(jìn)行信息傳輸?shù)倪^程中，很多現(xiàn)代水文信息站的傳輸主要使用的是非實時的傳輸技術(shù)，造成信息中心產(chǎn)生信息滯后的問題，造成水文信息監(jiān)測和遙測的實效性出現(xiàn)影響。

3? 現(xiàn)代水文信息技術(shù)在水情遙測中的應(yīng)用

3.1 水文傳感器

水文監(jiān)測站方面有很多各種各樣的水文監(jiān)測傳感器，對相關(guān)的水文信息進(jìn)行采集，比如說水位傳感器、水質(zhì)傳感器、雨量傳感器等，主要監(jiān)測潮位、河流水位、地下水位、蒸發(fā)量、降雨量等。比如說，雨量傳感器就可以分為0.2毫米、0.5毫米兩種量程，用于自動采集雨量，轉(zhuǎn)變了原有量筒桶測量、人工自記紙的方式。由于當(dāng)前現(xiàn)代化技術(shù)水平的進(jìn)一步提高，水位傳感器的數(shù)量也越來越多，主要有超聲波式、壓力式、浮子式、雷達(dá)等，由于流域環(huán)境系統(tǒng)要求各有區(qū)別，在水文預(yù)測的過程中采取的水文傳感器也各不相同，通過多年的實踐可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用最為廣泛的是超聲波水位計以及浮子式水位計。

3.2 遙測終端（RTU）

遙測終端（RTU）主要用于對遠(yuǎn)程現(xiàn)場的設(shè)備和傳感器進(jìn)行監(jiān)視以及測量，在獲得雨量、水位等信號之后將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使之在通信媒介當(dāng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)變，接著將數(shù)據(jù)從無線模塊當(dāng)中進(jìn)行傳播，使其向水情中心當(dāng)中送入。水情遙測系統(tǒng)在監(jiān)測的過程中主要有混合式、應(yīng)答式、自報式三種。在水情中心報信通信的過程中主要通過定時自報的方式進(jìn)行工作。在測站當(dāng)中可以對分中心的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，依照分中心的指令合理的進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)頻率的設(shè)置，完成數(shù)據(jù)的自動匯報。

3.3 通訊模塊

通訊模塊主要用于傳輸數(shù)據(jù)。在遙測系統(tǒng)當(dāng)中通訊組網(wǎng)的方式多種多樣，主要包含了混合通訊以及單一通訊兩種方式。一般在通信的過程中主要是用GPRS、無線超短波、衛(wèi)星通信等，主要是將它們單獨(dú)形成水利數(shù)據(jù)遙測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。當(dāng)前在通訊方式方面主要使用的是GPRS，這樣可以確保數(shù)據(jù)的完整性和實時性，在測站系統(tǒng)當(dāng)中可以進(jìn)行主信道和備用信道的切換，主信道處于長期值守的狀態(tài)而備用信道處于休眠的狀態(tài)，如果主信道無法進(jìn)行通訊，就將備用信道啟用，備用信道在啟用的過程中，直到主信道恢復(fù)之后再次處于休眠的狀態(tài)。

3.4 太陽能電源系統(tǒng)

太陽能電源系統(tǒng)主要是利用太陽能發(fā)電板和蓄電池之間進(jìn)行結(jié)合，保證系統(tǒng)的供電，太陽能電源應(yīng)用非常廣泛，可以將交流電供應(yīng)時出現(xiàn)的不足之處有效的解決，不會受到環(huán)境的限制。在使用的過程中，設(shè)置更為靈活。

3.5 信息中心

水情信息系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理的過程中，需要使用到實時監(jiān)控服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、信息采集處理平臺以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，有效地對水文信息進(jìn)行采集、顯示、發(fā)布，對遙測站進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和管理，實時向用戶提供相應(yīng)的防汛水情信息。另外還需要注意有效的對各個地級市的水情信息進(jìn)行整合，形成以省為單位或者以全國為單位統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理平臺，實時的發(fā)布監(jiān)測的數(shù)據(jù)，對各個區(qū)域的降雨量等進(jìn)行統(tǒng)一的管理，實時對江河湖泊的流量水位進(jìn)行監(jiān)測，為后續(xù)防汛抗旱的決策打下堅實的基礎(chǔ)。

4? 水情遙測系統(tǒng)的發(fā)展分析

我國華東地區(qū)某市水情信息遙測站在2000年建立起來，主要使用的是澳大利亞的設(shè)備，形成了一個國家防汛指揮中心的示范區(qū)。水情信息每隔5分鐘向防汛指揮站點(diǎn)傳送一次，在15分鐘之內(nèi)就能將所有的信息進(jìn)行處理，并且向信息中心庫當(dāng)中送入，最終向省中心和國家?guī)飚?dāng)中傳輸。這樣通過多年的發(fā)展，這套系統(tǒng)運(yùn)行越來越穩(wěn)定，已經(jīng)初具規(guī)模，為該市的水文資料收集打下了堅實的基礎(chǔ)。在該市一共設(shè)定了163個水文遙測站，主要在5個縣市當(dāng)中進(jìn)行平均分布，與此同時還設(shè)立了21個國家級示范遙測站。這些數(shù)據(jù)遙測站，在建立之后進(jìn)行水情預(yù)報的過程中，信息化水平逐步提高，而且在更換更先進(jìn)的水文傳感器之后，精度進(jìn)一步增長，將數(shù)據(jù)精度不足等問題有效的解決，通過太陽能電池與供電系統(tǒng)相結(jié)合，將偏僻區(qū)域設(shè)備的供電問題有效的解決。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中已經(jīng)逐步開始使用GPRS，這樣可以確保數(shù)據(jù)傳輸過程中穩(wěn)定性，而數(shù)據(jù)采集平臺使用的主要是Oracle數(shù)據(jù)庫，這樣讓數(shù)據(jù)管理的難度逐步減少。在水文信息整理編制的過程中相關(guān)軟件逐步更新，已經(jīng)逐步完成了自動化數(shù)據(jù)整編工作，在發(fā)布數(shù)據(jù)的過程中也由原來的單一報訊信息發(fā)布逐步設(shè)立了手機(jī)水文信息查詢體系，可以通過地理信息系統(tǒng)地圖化地對數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀的展現(xiàn)。信息中心和遙測站在發(fā)展的過程中，逐步解決了手工觀測手工記錄的歷史。

5? 結(jié)束語

水情遙測系統(tǒng)在現(xiàn)代化發(fā)展的過程中，逐步開始對現(xiàn)代化的水文信息技術(shù)進(jìn)行使用。對水文傳感器進(jìn)行使用的過程中，能夠?qū)λ臄?shù)據(jù)進(jìn)行精確的采集，利用通信網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程遙測終端讓信息傳輸更穩(wěn)定。智能化技術(shù)發(fā)展的過程中也讓信息處理更為準(zhǔn)確，水文預(yù)報實時性進(jìn)一步提高。現(xiàn)代化水情遙測系統(tǒng)在建立之后，讓遙測站點(diǎn)的管理效率提高，減少了遙測站點(diǎn)管理過程中人工操縱的部分，進(jìn)一步降低了運(yùn)營成本。在此過程中還能對水利調(diào)度信息和水文信息進(jìn)行及時整合，為我國現(xiàn)代化水情遙測系統(tǒng)建設(shè)打下了堅實的基礎(chǔ)，相關(guān)人員在此過程中一定要重視，有效的讓水文信息技術(shù)水平提高，保證信息數(shù)據(jù)采集的實時性和在線率，對水文數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺進(jìn)行完善，在防汛和抗旱的過程中，更好、更準(zhǔn)、更快。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁鳳國，王殿武，王才.現(xiàn)代信息技術(shù)在遼寧省抗旱水情信息系統(tǒng)中的應(yīng)用及探索[C]//中國水利學(xué)會青年科技論壇，2003.

[2]陳遠(yuǎn)鵬.淺析水情遙測系統(tǒng)在GSM網(wǎng)絡(luò)B/S模式中的設(shè)計應(yīng)用[J].廣東科技，2010，19（12）：49-50.

[3]姜莉，侯正良，李偉，等.淺談水文自動遙測系統(tǒng)的實際應(yīng)用[J].山東水利，2001（5）：40.

[4]干慧瑛.淺淡水文遙測系統(tǒng)中的信息采集與傳輸應(yīng)用[J].中國水運(yùn)（下半月），2013，13（8）：86-87.