淺析我國水文監測數據分析方法

鄧清漪，邱小如，高　虎（河南省駐馬店水文水資源勘測局，河南　駐馬店　463000）

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淺析我國水文監測數據分析方法

鄧清漪，邱小如，高虎（河南省駐馬店水文水資源勘測局，河南駐馬店463000）

我國的經濟已經進入快速發展階段，人們對各種資源的開發和利用已經越來越深入，這些原因是導致氣候變化的主要因素之一。這一情況已經引起了全世界人民的注意，為了更好的實現對水資源的合理利用和開發，以解決目前影響全球的水資源問題。同時，通過對水文監測數據的分析可以為社會可持續發展做出相應的貢獻，這就要求我們必須正確認識到水文監測數據利用的重要性，并根據目前對水文水資源的開發情況做出符合現在情況的分析，并通過智能測控技術的應用來解決水文監測中存在的問題，以充分保證我國的水資源在合理的范圍內進行可持續的開發。

水文監測；數據分析；方法

1　水文監測概述

所謂的水文監測工作主要指的是在某一時間段內的對某一特定區域內出現的水文信息的整理和收集的工作，而這些信息對我國的水力資源的可持續發展和規劃工作都起到了重要的參考價值，也為我國的防澇抗旱工作提供重要的數據基礎，同時也為我國水利工程的建設與管理工作提供了重要的依據。

水文監測工作適用的范圍比較廣闊，它主要是通過水文部門對各項與水有關的參數進行實時監控的過程，其主要監控對象有江河湖海及人工河道、渠道、地下水等。在進行監測的過程中其主要內容為，對水的水文、流量、速度、蒸發情況、水質及自然降水等，目前我國在對水文進行監測的過程中采用的一般為無線通信的方式，通過這種方式可以有效獲得監測的數據，為我國水文監測工作的效率提升起到了幫助的作用。

2　水文監測方案的設置

2.1基本斷面設置

在進行水文監測數據的測定過程中，要根據當地情況對監測數據的基本斷面進行選擇，以河道為例，在進行基本斷面設置時要根據閘壩上下游水尺斷面進行設置，其中在閘壩上游設置測流斷面，測流斷面和上游水尺斷面可以重合，斷面需垂直于水流方向。水尺斷面確定后，在斷面附近設置臨時固定水準點。測流斷面位置確定后，設立斷面樁，使用全站儀測定測流斷面水面以上的護岸、堤防等部分，將折疊船和岸上牢固點用繩索系牢后，放人水中，測流斷面兩岸打人木樁或鐵釬，系綁斷面索和繩索，采用測深儀、測深錘或塔尺測量水下斷面。

2.2水位觀測方案

水位觀測的約定值都是依靠人工觀測水尺所得，在一些不能安裝自記式水位計的斷面，人工觀測是測量水位的唯一方法，即使有條件使用自記水位計的情況下，水位校核也要以水尺讀數為依據。

采用人工觀測水尺，應用最多的是直立式水尺，包括水尺板和靠樁，水尺板應固定在垂直的靠樁上，靠樁應澆筑在穩固的巖石或水泥護坡上，或直接打人埋設至河底或地下。水尺安裝后用全站儀或水準儀，從基準點引測水尺零點高程，無條件設置臨時水尺樁，可從基準點引測至斷面附近臨時固定水準點，從臨時固定水準點直接測量水面高程。有條件采用自記式水位計收集水位數據，推薦使用壓力式水位計，壓力式水位計是較早應用的無測井水位計，也可用PVC管、管箍等構建臨時測井，安裝固態存儲浮子式水位計。

2.3流量監測方案

流量測驗采用走航式聲學多普勒流速儀進行監測，按載航方式測驗可分為3種，測船、三體船和遙控船，除測船需要安裝外，三體船和遙控船均為一體化。通過定制支架安裝ADCP，安裝位置離船舷的距離，木質測船宜大于0.5m，鐵質測船宜大于1.0m，儀器探頭的人水深度，根據測船航行速度、水流速度、水面波浪大小，測船吃水深、船底形狀等因素綜合考慮，使探頭在整個測驗過程中始終不會露出水面，人水后發射和接受信號不會受到船體的影響，同時要保證橫搖和縱搖在5度以內。儀器安裝完成后，檢查所有電纜、電路的連接，并對儀器進行自檢，三體船和遙控船還需檢測電臺，遙控船不適宜漂浮物和監測斷面水生植物較多的地方進行監測。

3　實現水文監測數據智能化的必要性

對于我國來講，通過智能測控技術的有效運用，可以實現相關的測控人員可以有效的了解測定區域內的水文情況，并且在獲得相應信息的同時可以對相應信息進行整理和分析，以便可以比較全面的了解該區域內水文的實際情況。但現實是，我國的水文測控系統仍存在手動測控與自動測控兩種方式，在實際操作過程中兩者是相互結合的，在手動測控時一般都會有自動測控進行配合，這樣就可以收集到比較完整的工作數據。而自動測控的優勢是其可以對需測控區域的水文情況進行實時的測控，方便我們得到該區域內的水文信息。

因此，我們就可以了解到在水文監測數據分析的過程中采取智能測控的必要性，這是由于通過智能測控系統的應用，可以滿足傳統水文監測所不能實現重要參考數據。所以，在進行水文監測的過程中必須保持工作效率與質量，我國經濟的發展也對水文監測工作提出了更高的要求，這就需要我國必須實現水文監測工作的智能化。

4　以某地為例水文監測數據分析

某地位于黃河三角洲地區，該地區屬于原生濕地，地勢平坦呈現魚骨狀，該地區有河道、堤壩、平原及洼地等多種地貌。但自20世紀80年代開始，黃河斷流等現象對該地區影響較大，出現了濕地退化的現象。21世紀初我國對該地區實行了幾次調水調沙活動，使得退化現象得以部分修復。因此，該地區管理部門對濕地的地下水實行了監測工作，以了解地下水的動態變化和海洋與黃河的關系。

4.1智能水文監測應用分析

該地區在對地下水水文監測數據的分析過程中，通過在黃河口鎮與孤島鎮、入海口的附近等地設置了三口監測井，并在井內設置了自動監測儀器，該地區選用的儀器為國產1040地下水智能監測儀，對相關數據的采集工作采取的是每間隔1h對井內的地下水位及水溫進行數據采集工作，以保證水文監測數據的連續性。

在對該地區的水文監測過程中我們發現，地下水受到當地自然因素的影響比較大，呈現出比較明顯的季節性變化趨勢。我們以2008年的2月23日為例，該地區當時降水量為零，該日為天文大潮日，受到潮汐的影響，該地區的水文變化比較明顯，三個監測井的水位分別為 0.71m，1.017m與0.634m，其中一口井水文波動的情況在0.6～0.69之間，其波動的幅值在0.09m左右，綜合當天地下水文的波動情況可以得出其平均值為0.634m。

4.2水文監測的數據分析

通過對當天地下水文波動的情況我們可以分析出，當天地下水文情況受到潮汐的影響較大，且其波動形式呈現周期變化，以同一口井為例因其與海岸線較近，其地下水位的最高值在中午12點左右，其波動曲線符合正態的分布特征，通過對該地區驗潮站的潮汐變化曲線的比對，我們可以看出地下水文波動的情況與潮汐的變化相差了3h左右，但形成的曲線圖則比較類似，因此我們得出潮汐的變化與地下水文的變化呈現出的是正相關關系其相關系數為0.85。而離海岸線較遠的監測井則受到潮汐變化的影響較小或基本不受影響。

在對海洋潮汐對地下水文情況影響可以看出，海洋的潮汐作用與監測井內水文的變化周期相比監測井內地下水文的變化滯后于潮汐的變化時間，并通過對其水位變化的滯后時間與監測井和海岸線之間的垂直距離進行比對，我們可以得出潮汐與該地區地下水的變化呈現出長周期為15d，短周期為1d的波動。其變化形式與監測井與海岸線的距離有關，并呈現逐漸增長的趨勢。

5　結束語

通過智能水文監測工作可以實現測流速度快、機動性強，只需采取各種水文設施橫跨斷面，就能完成流量測驗，并且具有較高的精度，可以有效滿足水文監測工作的需要。本文通過對黃河地區的水文監測數據分析，旨在能夠給水文部門提供重要的決策數據，并希望能夠為防洪排澇提供及時準確的水文基礎信息。

［1］林曉晴，萬和新.水文監測自動化對數據分析工作起到的作用分析［J］.中國科技導報，2015，12：23～25.

［2］文林溪，方華鑫.黃河地區水文監測工作開展方法導論［J］.科技與信息時報，2014，12：12～15.

［3］康 競，李曉霞.我國水文監測工作中對數據分析的要求［J］.創新與科技，2014，06：43～44.

高 虎（1974-），男，助理工程師，大專，主要從事工作方向為水文水資源。

P333

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2095-2066（2016）13-0066-02

2016-4-10

鄧清漪（1986-），女，助理工程師，本科，主要從事于水質監測方面的工作。

邱小如（1981-），女，工程師，本科，主要從事水質監測方面的工作。