基于水文監測技術的相關研究

呂世新

（河南省三門峽水文水資源勘測局，河南 三門峽 472000）

1 水文監測技術的應用與發展

1.1 水文監測的范圍及相關內容

所謂的水文監測其實就是水文傳感技術和采集、保存、傳輸以及處理技術的集合體；水文監測系統包含多種應用技術，這些技術主要應用在地下水、渠道、水庫、湖波以及江河等水文參數。水文監測的主要內容包括水質、墑情、冰凌、含沙量、蒸發系數、降雨降雪量、流速、流量以及水位等，其中水位以及流量的監測是最重要的。

1.2 水文監測中對水位的采集以及傳輸

在水文監測技術中，能夠用于監測水位的技術設備主要有：超聲波水位計、電子水尺、壓力式水位計以及浮子式水位計等，這些水位傳感設備都能夠直接與RTU進行連接，從而達到自動監測水位的目的［1］。

目前，大多數水文監測中心與各水文數據采集點之間的信息互通主要采用傳統的手工抄錄以及電話線傳輸，這些方法損耗人力以及成本，而且傳輸速度較慢，保證不了實時性；另外各個水文監測點分布范圍較廣，距離較遠，如果用電話線進行信息傳輸無疑會耗費大量的資源和資金，而且對于自然環境復雜的地域也無法保證其安全性。

基于上述有關水文監測信息的傳輸問題，可以通過對新興技術GPRS的應用進行解決。GPRS的技術含量較高，有非常快的信息傳輸速度以及非常低的使用成本。這種傳輸方式和其他有線通訊方式相比有非常大的優越性，其使用起來更加靈活，有性價比高、維護簡單、運行費用低、擴展容易以及組網靈活等優點。所以這種方式在水文監測技術中的地位越來越重要。

2 水文監測的相關技術措施

當前我國水文監測領域之中擁有眾多的技術，主要包括：ADCP測流系統技術、無人測艇測量技術、無人立尺測量技術以及GPS水道測繪技術等，下面將分別對這四項技術進行簡要的介紹：

2.1 ADCP測流系統

ADCP是當今國際上最先進的水文測驗儀器之一，其在應用中可以表現出許多特點，這個系統測速的范圍比較大、測驗所花時間較少并且還具有不擾動流場的能力。ADCP主要適用于對截流河段的水文監測，可以準確快速的訓測各個斷面的流速、流量以及分流比，在水文監測技術中占有較高的地位。

2.2 無人測艇測量技術

這個技術主要在河流上游150米左右可以利用，在錨錠船上用鋼絲繩牽引無人測艇進行深水的水文測驗。其中無人測艇是全密封的雙船體結構，以達到穩定船體、減小測艇阻力、保證其安全可靠性。無人測艇測量技術的應用范圍較小，并不常利用。

2.3 無人立尺測量技術

對戧堤頭進行水位觀測一般采用傳統的標尺測量法，無法滿足水文監測安全高效的要求，利用無人立尺測量技術對戧堤頭進行相關觀測就能夠達到這一要求，通過無人立尺測量技術以及高精度的激光全站儀可以對未知點進行相關測量，技術水平較高。

2.4 GPS水道測繪技術

GPS水道測繪系統是由GPS接收機、通訊、數據鏈、計算機、繪圖儀、多波束測深儀以及數字測深儀等設備組成，這個系統可以對水下地形以及沖淤斷面進行高效的繪測，具有成圖快、精度高、多功能以及全天候的特點，有非常大的應用價值。

3 對水文監測中所出現的問題進行解決

3.1 水文監測系統的結構

3.1.1 水文數據采集點

在這里主要采用廈門宇能科技有限公司研究的YN2010 GPRS透明無線數據傳輸終端，另外，利用RS232/RS485/TTL與水文監測設備的有效連接來接入其專用的GPRS網絡，因為網絡對水文監測信息采集點的接入數量、時間以及地點都是不加以限制的，以此可以滿足偏遠地區以及山區等不易接受水文數據的相關傳輸需求。

3.1.2 水文監測中心站

這個系統采用網絡注冊服務器的形式來進行相關工作。首先系統代理服務器通過LANADSL等INTELNET公網連接，然后采用公網固定的IP。在水文監測中心主站本身會維護接入的每一個終端IP，同時也方便對這些監測點信息的接收；除此之外，當水文監測主站也可以通過這個系統向某個或多個監測點發出相應的數據要求，而且當水文數據采集點增加時監測中心不用進行擴展就可以滿足其要求。

3.1.3 水位信息傳輸技術

根據以上所說的相關GPRS技術在數據傳輸中的作用及地位可以看出加強對GPRS技術進行研究的重大意義，具體來說：現場水文監測點采集的水文信息是由GSM/GPRS網絡空中接口功能來對信息進行解碼處理并轉化為在公網數據傳送的格式，最終傳輸至水文監測中心。

3.2 系統方案

通過對水文監測技術的充分研究來制定相應的系統方案。和上邊所說的一樣，水文監測點應用廈門宇能科技有限公司YN2010 GPRSDTU透明數據傳輸終端系統來完成對監測信息的實時傳送，利用監測技術來設計傳送方案。另外，這里主要是對監測站、水文信息收集點以及之間信息傳輸三者的關系研究，這些都可以通過水文監測技術來予以實現。

3.3 相應的安全措施

一般來說，水文數據的采集系統具有特殊性，這個采集系統需要比較高的安全保障和穩定性。其中，安全保障主要是為了防止來自系統內外的有意以及無意的破壞，這一保障系統主要表現為網絡安全防護，包括：防火墻、接人防護、訪問連接、登陸防護、信源加密以及信道加密等。另外，這里的穩定是指采集系統要在一個星期內不間斷的運行，要求在系統出現故障的情況下也能穩定的運行。

水文監測數據可以通過公網使用VPN接入到移動GPRS網，一般來說利用VPN方式可以節省一定的成本，不僅僅企業不用租用專線，還可以繼續使用原有的VPN設備，在這里對于移動終端需要安裝具有VPN二次撥號功能的軟件。通過VPN技術來把客戶端連接到應用服務器上，還要經過Radius服務器的認證來將整個數據傳送過程進行加密保護，這樣才可以有效地保證其安全性，從而充分保障相關服務質量，促進水文監測技術的發展。

4 結語

眾所周知，水是生命之源，沒有水就沒有生命，水利工程也是重要的民生工程，將水文監測工作做好對于保證水的質量，保證人們的正常生產生活具有非常重要的作用。因此一定要采取適當的措施將水文監測工作做好，這需要相關工作人員的不懈努力。在新時期應該應用水文監測新技術進一步推動水文監測工作的進一步發展，從而推動我國社會經濟的穩定發展。

［1］李玉忠.基于網絡技術水文監測系統的設計與應用［J］.計算機應用技術，2008.23，（6）：106-109.