水文遙測(cè)終端技術(shù)在水情預(yù)報(bào)工作中的應(yīng)用研究

田靜維

【摘 要】由于我國(guó)幅員遼闊、地形復(fù)雜，且各地區(qū)的地理情況具有一定的特殊性，這就使得水情預(yù)報(bào)工作難度進(jìn)一步加大，怎樣才能提升水情監(jiān)測(cè)質(zhì)量也已經(jīng)成為水情治理工作關(guān)注的重點(diǎn)。近些年，伴隨我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，水文遙測(cè)終端技術(shù)被逐漸應(yīng)用于水情預(yù)報(bào)工作之中，這一現(xiàn)代化新技術(shù)的應(yīng)用為此項(xiàng)工作的開(kāi)展提供了諸多便利。本文筆者就針對(duì)水文遙測(cè)終端技術(shù)在水情預(yù)報(bào)工作中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究。

【關(guān)鍵詞】水文遙測(cè)終端技術(shù);水情預(yù)報(bào);應(yīng)用

在水情預(yù)報(bào)工作中運(yùn)用水文遙測(cè)系統(tǒng)可在很大程度上提升信息的可靠性及其傳輸效率，從而有效改善我國(guó)水情預(yù)報(bào)工作的綜合質(zhì)量。由此可見(jiàn)，加強(qiáng)對(duì)水文遙測(cè)終端技術(shù)在水情預(yù)報(bào)工作中應(yīng)用的研究有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、水文遙測(cè)終端技術(shù)概述

（一）水文遙測(cè)終端的主要通信方式

水文遙測(cè)終端是集自動(dòng)控制技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的一種高科技運(yùn)行系統(tǒng)，其主要可分為主控站、中繼站、無(wú)線(xiàn)電遠(yuǎn)程終端等組成部分。從功能上來(lái)看，水文遙測(cè)終端的功能主要包括遙控、遙測(cè)、遙信等。超短波、衛(wèi)星基站、GPRS、GSM是水文遙測(cè)中應(yīng)用比較廣泛的四類(lèi)通信方式。到上世紀(jì)末期，衛(wèi)星基站和超短波已經(jīng)成為應(yīng)用最為頻繁的兩種通信方式，其中超短波屬于專(zhuān)網(wǎng)，基本上不會(huì)受到外界不良因素的影響，表現(xiàn)出極強(qiáng)的獨(dú)立性，且通信的可靠性和穩(wěn)定性都比較高。九十年代左右的衛(wèi)星通信與超短波方式相比減少了中繼站這一環(huán)節(jié)，且在傳輸距離上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了超短波，整個(gè)傳輸過(guò)程基本不會(huì)受到干擾和限制。進(jìn)入到二十一世紀(jì)后，占主體地位的水文遙測(cè)通信方式逐漸被GPRS技術(shù)和GSM技術(shù)所取代，這兩種通信技術(shù)在性能上要完善得多，實(shí)際應(yīng)用成效也更加顯著。

（二）水文遙測(cè)終端的具體工作原理

水文遙測(cè)終端對(duì)各地區(qū)水文狀況的監(jiān)測(cè)主要借助的是水文遙測(cè)設(shè)備和雨量感應(yīng)器，即使現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有工作人員，水文遙測(cè)儀也可通過(guò)自動(dòng)感應(yīng)裝置對(duì)實(shí)際的雨量、水位等多方面的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)化、全天性監(jiān)測(cè)，并做好各時(shí)間段的水位數(shù)據(jù)記錄工作，把收集到的所有數(shù)據(jù)信息利用無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)發(fā)送到遙測(cè)站，遙測(cè)終端會(huì)將這些數(shù)據(jù)信息保存起來(lái)。雨量感應(yīng)器對(duì)雨量的測(cè)量是通過(guò)上下翻斗的形式進(jìn)行的，在翻斗過(guò)程中，感應(yīng)彈簧開(kāi)關(guān)會(huì)多次與觸點(diǎn)相接觸，這樣就能提升數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。同時(shí)，在翻斗時(shí)通過(guò)對(duì)雨量信號(hào)的轉(zhuǎn)換，可把降雨量數(shù)據(jù)通過(guò)物理信號(hào)的形式直接存儲(chǔ)到遙測(cè)終端，然后再通過(guò)該終端對(duì)收集到的水位數(shù)據(jù)和雨量數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，最后通過(guò)圖表的形式呈現(xiàn)出來(lái)，這樣就能便于水情預(yù)報(bào)工作的開(kāi)展，一旦發(fā)現(xiàn)存在水情隱患，可在第一時(shí)間進(jìn)行預(yù)警，從而及時(shí)做好自然災(zāi)害的預(yù)防和治理工作。

（三）水文遙測(cè)終端的通信特征

上世紀(jì)末運(yùn)用比較頻繁的是VHF超短波通信方式，其主要是把電臺(tái)當(dāng)作中轉(zhuǎn)站進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸，由于其借助的是普通數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)，因此很容易受到外界因素的干擾，這就導(dǎo)致通信速率大大下降，且出現(xiàn)誤碼的幾率很高，傳輸?shù)姆秶脖容^小，除了上述缺陷以外，超短波通信還很容易受到電磁因素的影響，從而對(duì)系統(tǒng)的安全有序運(yùn)行帶來(lái)極大的威脅。但與此同時(shí)，超短波通信方式也具有運(yùn)維成本低、易擴(kuò)展、基本不受氣候環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)，因此，這一超短波通信在當(dāng)時(shí)的應(yīng)用還是比較廣泛的。之后，水文遙測(cè)通信逐漸引入GPRS和GSM，這兩種通信形式的優(yōu)勢(shì)是運(yùn)維費(fèi)用較低、穩(wěn)定性較強(qiáng)，且運(yùn)行可靠性高。不僅如此，GSM具備較強(qiáng)的冗余保護(hù)性能，這就為數(shù)據(jù)信息的安全發(fā)送提供了保障。

二、水情預(yù)報(bào)工作的重要性分析

水情預(yù)報(bào)工作是我國(guó)水文工作體系的關(guān)鍵組成部分，同時(shí)也是相關(guān)人員進(jìn)行防汛抗旱決策的主要參考依據(jù)。近幾年，水情預(yù)報(bào)在我國(guó)防汛抗旱工作中的地位正越來(lái)越高，其所產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益也越發(fā)顯著。然而，從現(xiàn)階段的情況來(lái)看，我國(guó)在水情預(yù)報(bào)工作上的經(jīng)費(fèi)投入力度還明顯不夠，一些地區(qū)的水文站設(shè)施建設(shè)還處于比較傳統(tǒng)落后的階段，測(cè)洪能力非常低，這就給我國(guó)防汛抗旱工作的順利有效開(kāi)展帶來(lái)了非常大的負(fù)面影響。一直以來(lái)，由于受到我國(guó)地形地貌條件、氣候因素等的影響，水旱災(zāi)害很難得到有效防治，人們的生命財(cái)產(chǎn)安全以及我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常開(kāi)展也因此而受到了嚴(yán)重影響。水情預(yù)報(bào)工作質(zhì)量及其技術(shù)水平的高低將直接決定我國(guó)防汛抗旱工作的整體開(kāi)展質(zhì)量，同時(shí)也直接關(guān)系到廣大群眾的生活質(zhì)量與生命安全，由此可見(jiàn)，做好水情預(yù)報(bào)工作具有一定的重要性和必要性。

三、水文遙測(cè)終端技術(shù)在水情預(yù)報(bào)工作中的應(yīng)用

作為水情監(jiān)測(cè)工作中的一項(xiàng)重要技術(shù)，水文遙測(cè)終端技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提高水情預(yù)報(bào)結(jié)果的準(zhǔn)確性來(lái)說(shuō)有著十分顯著的作用，同時(shí)也能促進(jìn)我國(guó)各地區(qū)防汛抗洪能力的提升。以下筆者就結(jié)合具體案例對(duì)水文遙測(cè)終端技術(shù)在水情預(yù)報(bào)工作中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析：

（一）案例分析

某水情監(jiān)測(cè)區(qū)域以平原地形為主，該監(jiān)測(cè)區(qū)的主要特點(diǎn)是河流數(shù)量多、水資源豐富，且流域覆蓋面較廣。整體地貌趨于平緩，但也呈現(xiàn)出局部高低不平的現(xiàn)象，由于受到外力作用的影響，導(dǎo)致本地區(qū)的水資源具有明顯的年際變化特征，與此同時(shí)，由于水資源的時(shí)空分布失衡，致使本地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的旱澇災(zāi)害，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了非常嚴(yán)重的破壞。通過(guò)利用水文遙測(cè)終端技術(shù)輔助本地區(qū)水情預(yù)報(bào)工作的開(kāi)展，能增強(qiáng)洪澇災(zāi)害觀測(cè)的準(zhǔn)確性，從而便于相關(guān)人員及時(shí)做好預(yù)報(bào)調(diào)度工作。

（二）具體應(yīng)用內(nèi)容

1、自動(dòng)收集水文數(shù)據(jù)

水情數(shù)據(jù)涉及面比較廣泛，其中最為關(guān)鍵的是降雨量、水位等水文要素。水文遙測(cè)終端可自動(dòng)化采集多方面的水文數(shù)據(jù)信息，并利用通信傳輸渠道將這些數(shù)據(jù)信息發(fā)送給中心站，在中心站進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總與分析處理工作。為了判斷水文遙測(cè)系統(tǒng)的可靠性，可參考數(shù)據(jù)收集的月平均率以及數(shù)據(jù)處理工作的完成水平。

2、查詢(xún)水文數(shù)據(jù)

通過(guò)水文監(jiān)控中心發(fā)出指令之后，可對(duì)某個(gè)特定的站點(diǎn)或者全部的觀測(cè)站進(jìn)行水文數(shù)據(jù)的采集與數(shù)據(jù)信息的傳遞。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)定，遙測(cè)終端設(shè)備應(yīng)主動(dòng)向水位計(jì)發(fā)送查詢(xún)命令，在得到相關(guān)水位信息之后，應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間向中心站傳送，要求水文信息的上報(bào)時(shí)間不能超過(guò)10秒，在進(jìn)行水位數(shù)據(jù)信息查詢(xún)的時(shí)候，應(yīng)先對(duì)中心水位存儲(chǔ)的相關(guān)信息進(jìn)行調(diào)取。

3、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站狀態(tài)查詢(xún)與遙控

通過(guò)設(shè)置特定的程序，可通過(guò)水情監(jiān)測(cè)中心將指令發(fā)送出去，然后對(duì)遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)站的一些功能進(jìn)行激活和關(guān)閉，如關(guān)閉水位測(cè)量等。與此同時(shí)，也可利用數(shù)據(jù)控制中心進(jìn)行指令的發(fā)送，要求遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)站必須回傳其所負(fù)責(zé)地區(qū)的具體數(shù)據(jù)信息，從而達(dá)到全方位監(jiān)控的目的。監(jiān)控中心不僅能通過(guò)指令對(duì)遙測(cè)終端的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)獲取，同時(shí)還能發(fā)現(xiàn)和更正數(shù)據(jù)存在的誤差，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，水情預(yù)報(bào)對(duì)我國(guó)防汛抗洪工作的順利高效開(kāi)展來(lái)說(shuō)有著不可忽視的重要作用。伴隨我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，水情預(yù)報(bào)工作的整體技術(shù)水平也得到了很大程度的提升，各類(lèi)現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)不斷被應(yīng)用于水情監(jiān)測(cè)工作之中，其中比較典型的技術(shù)就是水文遙測(cè)終端技術(shù)，該技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比有著多方面的優(yōu)勢(shì)，其自動(dòng)化的工作模式不僅在一定程度上節(jié)省了工作時(shí)間，同時(shí)也降低了工作人員的壓力，有效控制了人員成本，此外，水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也因此得到了有效提升。從當(dāng)前的現(xiàn)狀來(lái)看，雖然水文遙測(cè)終端技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)的水情預(yù)報(bào)工作中得到比較廣泛的應(yīng)用，但整體應(yīng)用水平并不是很高，還需在今后的實(shí)踐中加強(qiáng)對(duì)細(xì)節(jié)應(yīng)用工作的改進(jìn)，從而使該技術(shù)的作用得到最大化發(fā)揮。

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（作者單位：云南省水文水資源局昆明分局）