水情預(yù)報(bào)中水文遙測(cè)終端技術(shù)的應(yīng)用

黃春鳴

摘 要：科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活水平得到了很大提升。科技可以推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程，但是，仍然有很多自然災(zāi)難無(wú)法避免。比如，山洪、洪澇等災(zāi)害，很多地區(qū)正在遭受著這些災(zāi)難的折磨。因此，國(guó)家也在重點(diǎn)關(guān)注水情控制這一問題。水文遙測(cè)終端技術(shù)正是在這個(gè)背景下發(fā)展起來的，它在抗洪減災(zāi)、農(nóng)業(yè)以及水庫(kù)調(diào)節(jié)方面都發(fā)揮著重要作用。本文重點(diǎn)闡述了水情預(yù)報(bào)中水文遙測(cè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，希望此技術(shù)逐漸被推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：預(yù)報(bào)；終端技術(shù)；水文遙測(cè)；應(yīng)用

1引言

水情預(yù)報(bào)中最重要的一項(xiàng)技術(shù)手段就是水文遙測(cè)終端技術(shù)，它的主要設(shè)備是水文遙測(cè)終端機(jī)，此機(jī)器是通過幾個(gè)模塊相互配合共同處理信息。其中有傳感器模塊、電源模塊以及通信模塊等，通過它們科學(xué)的監(jiān)測(cè)水情，同時(shí)極大改善水文監(jiān)測(cè)的精確度和情報(bào)的質(zhì)量。我們要把此技術(shù)應(yīng)用到水文情況的預(yù)報(bào)中，就必須熟悉此技術(shù)的原理及作用，能夠?qū)嵉夭僮鳎畲笙薅鹊陌l(fā)揮終端技術(shù)的價(jià)值和作用。

2水文遙測(cè)終端技術(shù)的原理和作用

2.1原理

水文遙測(cè)終端技術(shù)是在信息化模塊和數(shù)字化模塊結(jié)合的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的高科技技術(shù)，它的出現(xiàn)使水情監(jiān)測(cè)工作得到改善并到達(dá)一個(gè)新的高度。此項(xiàng)技術(shù)的主要組成有遠(yuǎn)程終端、超短波以及衛(wèi)星基站等，就這項(xiàng)技術(shù)而言，它主要是用遙測(cè)儀和雨量感應(yīng)器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的水文情況監(jiān)測(cè)，可以自動(dòng)感應(yīng)水位的變化，并能夠連續(xù)的監(jiān)測(cè)24小時(shí)內(nèi)的水位值，還可以保障數(shù)據(jù)真實(shí)性和可靠性，把記錄的數(shù)據(jù)傳送到遙測(cè)站存儲(chǔ)。另外，針對(duì)雨量測(cè)量，是利用雨量感應(yīng)器， 翻斗內(nèi)的接觸點(diǎn)以及感應(yīng)器內(nèi)的彈簧開關(guān)接觸，都會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果，于是我們?cè)谑褂眠b測(cè)儀感應(yīng)水位時(shí)，需要隨時(shí)翻轉(zhuǎn)上、下翻斗，合理調(diào)控感應(yīng)器的開關(guān)，及時(shí)轉(zhuǎn)換，及時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)信息。此項(xiàng)技術(shù)主要是使用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的內(nèi)存來記錄水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并對(duì)降雨量的多少進(jìn)行整理分析，把處理以后的數(shù)據(jù)用圖像或者報(bào)表的形式顯示出，方便工作人員查看。另外，雨量傳感器在測(cè)量的過程中會(huì)出現(xiàn)一定的誤差，具體數(shù)值見下表1。

準(zhǔn)確度等級(jí)分類

測(cè)量的誤差E

Ⅰ

≤±2%

Ⅱ

≤±3%

Ⅲ

≤±4%

表1 雨量傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)

2.2遙測(cè)終端技術(shù)在水情預(yù)報(bào)中的作用

在水情預(yù)報(bào)中，應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，可以自動(dòng)采集水文數(shù)據(jù)，建立健全的信息系統(tǒng)，滿足水情預(yù)報(bào)中信息傳輸、分析的準(zhǔn)確性。應(yīng)用遙控技術(shù)，可以有序的開展信息采集工作。在精準(zhǔn)的控制水位和雨量等因素的同時(shí)，完成數(shù)據(jù)傳輸， 使預(yù)報(bào)中心站接受到數(shù)據(jù)并統(tǒng)一處理。在時(shí)間規(guī)定的期限內(nèi)，可以選擇每月收集到的數(shù)據(jù)平均暢通率與處理完成率對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析，它的計(jì)算方式如下：P= （m/N）×100%。P表示數(shù)據(jù)作業(yè)處理的完成概率，N表示規(guī)定完成的數(shù)據(jù)作業(yè)次數(shù)，N次作業(yè)中能夠按照規(guī)定時(shí)間完成的次數(shù)用m表示。這就表示，在水文預(yù)報(bào)中，遙測(cè)技術(shù)不需要依靠人力，就能夠自發(fā)的采集數(shù)據(jù)，為日后的分析或處理等工作的開展打下基礎(chǔ)。另外，它也可以自動(dòng)查詢水文數(shù)據(jù)，線通過監(jiān)控中心傳出指示，隨后對(duì)遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)站進(jìn)行水文數(shù)據(jù)采集或回傳。按照水文監(jiān)測(cè)規(guī)定，技術(shù)終端應(yīng)該主動(dòng)發(fā)送檢測(cè)水文信息的命令，在接收器接收到信息后，馬上上報(bào)給中心站，并且能夠在10s內(nèi)完成上報(bào)，十分節(jié)約時(shí)間，是人力不能達(dá)到的。進(jìn)行水位數(shù)據(jù)查詢時(shí)，還可以調(diào)取水位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)信息，并且計(jì)算機(jī)可以長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等信息，便于日后查找。

2.3 監(jiān)測(cè)站的遠(yuǎn)程遙控和狀態(tài)查詢

監(jiān)控中心可以利用提前設(shè)置好的程序發(fā)送指示命令，激活或是關(guān)閉遠(yuǎn)程測(cè)站的功能，例如，打開水位的測(cè)量功能等。指令也可以由數(shù)據(jù)控制中心輸出，但是遠(yuǎn)端測(cè)站需要轉(zhuǎn)回所在地的具體信息，從而完成全面監(jiān)控。控制中心可以發(fā)出命令獲取遙測(cè)終端信息，如果發(fā)現(xiàn)誤差，可以隨時(shí)改正。

2.4水文遙測(cè)終端通信方式的特點(diǎn)

目前，此技術(shù)逐漸發(fā)展起來，它的的通信方式也趨于多樣化。該技術(shù)是一項(xiàng)高端平臺(tái)，它的組成包括：無(wú)線電遠(yuǎn)程終端和中繼站等。目前，水情報(bào)表中的通信方式主要有超短波和衛(wèi)星基站等。這里我們分析一下GSM、GPRS、VHF通信方式。 GSM、GPRS通信方式最主要的特點(diǎn)是安全性高。首先，我們以GSM網(wǎng)絡(luò)為例分析，可以發(fā)現(xiàn)它有很強(qiáng)的保護(hù)系統(tǒng)。只要無(wú)線通信模塊周圍的任何一個(gè)移動(dòng)基站產(chǎn)生故障，它就可以自動(dòng)的向其他基站傳輸故障信息。GSM無(wú)線通信模塊能夠自動(dòng)選擇基站，并且它的維護(hù)成本低，網(wǎng)絡(luò)建成后，不需要提供網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用，僅僅支付短信費(fèi)就可以。另外，它有發(fā)送信息驗(yàn)證的功能，當(dāng)遠(yuǎn)程終端發(fā)生故障時(shí)，可以顯示信息是否成功發(fā)送。我們講的第二種通信方式是VHF超短波通信。它的傳輸通道應(yīng)用超短波數(shù)傳電臺(tái)，有靈活的組網(wǎng)系統(tǒng)、方便擴(kuò)展、易于維修、使用耗費(fèi)低等特點(diǎn)。它的系統(tǒng)工作頻率為230MHz， 采用一般的間接調(diào)制數(shù)傳電臺(tái)，受外界因素的影響很大，使它的通信速率高、數(shù)據(jù)傳送量少。在通信過程中，容易受電磁波的干預(yù)。因此，要使用此種通信方式，必須消除電磁干擾。

3水文遙測(cè)終端技術(shù)的應(yīng)用

此項(xiàng)技術(shù)是水情監(jiān)測(cè)中的重要一環(huán)，它可以提高抗洪防汛的能力，在監(jiān)測(cè)中起到了主要的作用。現(xiàn)在，我們通過實(shí)際案例來分析一下，希望為水情報(bào)表的精確性提供參考。

3.1案例分析

某地區(qū)為丘陵地形，地勢(shì)東邊高西邊低，并且此區(qū)域水資源充足，河流流域范圍廣，周圍還建有梯級(jí)水力發(fā)電廠。但是，在地形和氣候的雙重因素影響下，它的水資源變化很大。造成這一現(xiàn)象還有一個(gè)重要的原因—時(shí)空分布不均勻，因而旱澇災(zāi)害頻頻出現(xiàn)， 這些問題都大大限制了當(dāng)?shù)匕l(fā)展。要想快速改善這一現(xiàn)狀，需要解決災(zāi)害問題，但是，災(zāi)害的防治需要很長(zhǎng)時(shí)間，因此，我們要想及時(shí)的治理必須應(yīng)用遙測(cè)技術(shù)。

3.2水文遙測(cè)終端的應(yīng)用

水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂，應(yīng)該符合我國(guó)的基本國(guó)情。結(jié)合當(dāng)?shù)厮Y源情況，把遙測(cè)技術(shù)應(yīng)用于此區(qū)域，這樣可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水文狀況。還需要結(jié)合國(guó)家的防洪防汛系統(tǒng)，設(shè)置多個(gè)中央報(bào)訊站，多方位多領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)水文狀況。終端可以利用中繼器收集并傳輸水位或者雨量信息， 并把這些信息存儲(chǔ)到終端，達(dá)到自動(dòng)監(jiān)控的目的。自動(dòng)監(jiān)控的信息是水位和雨量，計(jì)算機(jī)可以獲取水位信息，并制作關(guān)系曲線，并及時(shí)改正監(jiān)測(cè)到的流量數(shù)據(jù)，形成完整的水情報(bào)表。

4結(jié)束語(yǔ)

通過以上的分析，我們可以知道水文遙測(cè)終端技術(shù)在水情報(bào)表中是非常重要的，它的可以大大增加工作的效率。尤其是在很多水文地質(zhì)復(fù)雜的地區(qū)，水患的影響因素非常多，需要實(shí)時(shí)觀察和監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目也非常多，正常的水文觀測(cè)既占用人力又耗費(fèi)物資，而且觀測(cè)的密度小，工作人員也會(huì)受主觀因素影響造成人為誤差，影響監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)。水文遙測(cè)終端系統(tǒng)使水文地質(zhì)工作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和可視化，同時(shí)，保證水位監(jiān)測(cè)的科學(xué)準(zhǔn)確，減輕地質(zhì)工作人員的工作量，不需要抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)就可以在計(jì)算機(jī)上得到監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，然后進(jìn)行自動(dòng)化處理和分析。這項(xiàng)技術(shù)真正的實(shí)現(xiàn)了水位監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化，為水文地質(zhì)工作者提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持，可以利用這些精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)來指導(dǎo)水利系統(tǒng)的生產(chǎn)和建設(shè)。

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