水文監測現代化技術探討

熊英

摘? 要：結合湖北省水文監測技術的應用實際情況，以及推進現代化建設的要求，分析水文監測現代化技術現狀，查找存在的問題不足，探討適合區域水文監測現代化技術方法和路徑，為行業水文監測現代化技術實施提供經驗。

關鍵字：水文監測;現代化

分類號：TV698

當前，水文工作面臨著良好的發展形勢，國家對水文工作越來越重視，水文的社會影響越來越廣泛。隨著經濟社會的快速發展，治水思路的進一步完善，科學技術、水文現代化的迅速發展，許多新設備、新技術在水文工作中得到了普遍的應用，探索水文監測現代化實施技術，加快實現水文現代化的步伐。

一、水文監測現代化現狀

新技術、新設備在水文監測中的應用，大大減輕了水文職工的勞動強度、解放了基層水文站的人力，使水文工作逐步向程序化、自動化的方向發展。水位、降水量大部分測站均實現自動測報，流量測驗部分站點也實現了實時在線，蒸發自動測報也在試驗摸索階段，測站測量也在新建中小河流水文站中逐步使用。

水文現代化建設雖然取得了積極成果，但還不能適應經濟社會快速發展和新時期水文工作的要求，特別是水文監測工作，仍然存在諸多問題，已經成為影響水文資料可靠性和制約水文現代化發展的重要因素。對水文現代化條件下測驗工作所遇到的問題及解決方法進行探討，逐步實現水文監測現代化，多方面服務國民經濟建設。

二、技術困惑

1.水位測驗

水位測驗現代化步伐較快，并且技術、規程、規范也較為完善，但在實際工作中有一些因素對水位觀測精度存在制約。浮子式水位計是精度較高、應用最為廣泛的一種，但在高水時隨著水位漲落，平衡錘觸底失重、鋼絲繩打滑的現象，造成水位記錄失真;同時也會有水位計齒輪磨損，傳動不靈敏，短期還不容易發現問題等。其他形式水位計也同樣存在儀器適應條件、制造工藝、水位變幅、外部環境等影響水位的觀測精度。如壓力式水位計感壓面易受泥沙淤積等影響、超聲波水位計易受泥沙、漂浮物等外部環境影響。

2.流量測驗

目前大部分水文站特別是山區站，流量測驗仍采用水文纜道、測船流速儀測流，不僅需要人員多、耗時長、工作量大、安全性差，而且流量精度受測次影響較大，不能實現流量實時報汛。雖然許多在線測流產品在水文站實際工作中已有使用，如聲學多普勒流速儀、超聲波測流儀等，多適用于水流平穩的河道站或渠道、堰閘站、大江大河，這類產品不能適用于陡漲陡落、斷面變化沖淤變化大、漂浮物多的山區水文站測流。恰恰山區水文站才是現代化條件下更需解放人力的地方，實現山區水文測站的流量實時在線，是水文現代化發展的一個難題。流量實時在線成為山區水文站全面實現水文現代化的“瓶頸”。

3.降水量測驗

遙測雨量站點均采用自記雨量計，自記雨量計為技術成熟產品，經過日常維護、比測校核，精度均能滿足日常降水量測驗要求，但在安裝或特殊氣候、特殊地理位置，還存在影響降水量精度的因素。安裝時為了避免周圍障礙物的影響以及考慮設施設備的安全，大多采用桿式安裝雨量計。因高出地面，改變了雨量器安裝在地面時的空氣動力條件，可能使年降水量偏小很多，降雪量偏小更多。在鄂西、鄂西北的山區，12月～次年2月氣溫較低，常常容易結冰，特別是背陰山坡，結冰后長期難以融化。當使用翻斗式雨量計時，翻斗內結冰后，就會造成融化的雨雪水量偏大或偏小的情況，并且這部分誤差還不易定量。

4.蒸發測驗

水面蒸發自動站也有一部分投入使用，蒸發量傳感器多采用浮子式水位計或超聲波水位計感應水面的變化換算而得。但記錄精度直接受到蒸發量傳感器和雨量傳感器的制造工藝、安裝等影響，冰期的水面蒸發量觀測精度較差。特別是在暴雨期間，排水量較大，排水時間較長時，水面蒸發量記錄誤差較大。

5.測站測量

近年來，隨著水文現代化的不斷建設和完善，全站儀、電子水準儀、GPS、RTK等新型測繪儀器也逐漸成為水文測量的常見設備。現代測繪儀器的精度標準均能滿足水文測站的普通大斷面測量、測站地形測量等。但是水文測站的基本測量工作由于受到測量技術標準、規范的限制，大部分的水文站還一直使用光學水準儀和光學經緯儀。使現代測繪儀器在基層水文測站無用武之地或移做他用，沒有發揮現代化條件下先進測繪儀器為水文測站測量工作帶來的便利。

三、解決方法

1.技術改進

對于新技術、新儀器在測驗過程中出現的問題，進行總結分析，為廠家或代理商提出解決建議，在新技術、新儀器研制、生產時能得到改進。如流量自動測驗儀器和自動蒸發儀器的實際應用過程中，存在的適用條件、技術弊端等，結合實際提出相關的建議和解決方法。

2.比測分析

對于新投入的儀器設備，應對測驗方式的改變進行比測分析，確定觀測誤差，符合規范規定的允許誤差范圍內，方可正式投入使用。對于規范沒有明確規定可使用的新儀器、新技術，與規范規定儀器、技術大量比測，誤差較小，形成有力技術成果，可爭取規范修編時對該新儀器、新技術的支持。如桿式自動雨量計可分析與地面雨量器的誤差，誤差太大不能滿足規范要求的站點，應遷至能滿足允許誤差的位置。

3.巡查和定期維護

對于無人駐守的遙測站點實行全面巡查和定期維護。如雨量傳感器的承雨器定期檢查器口直徑、清理灰塵、蛛縵等、翻斗清理、注水聯調計算計量誤差;浮子式水位計檢查水位輪固軸螺絲是否緊固，高水、低枯水時平衡錘或浮子是否觸底;氣泡式水位計氣管是否漏氣、氣瓶氣壓是否過低等。

4.儀器設備規范保養、檢定

ADCP、全站儀、電子水準儀和GPS等電子儀器，日常在站保存的時候，要定期檢查校測，長期不用還要按說明書要求定期給電池充電。為了保障電子儀器的正常使用，保證精度，在規定的時間內應送到相關的儀器檢定部門送檢，并做好檢定記錄。

5.數據對照分析

日常對遙測站點監視不僅要監視通訊是否正常，還要對數據作短期和長期對比分析。雨量數據作好鄰近站點的對照;易結冰的站點遙測數據與人工觀測數據對比分析誤差，并用人工數據作改正。水位數據可按照3～5天數據對照檢查，根據測站水位變化特性檢查水位數據變化是否正常，如遇到水位連續幾天變幅很小，不符合水位變化特性，可能是水位計齒輪磨損或懸索被卡阻，并通過人工水位進一步核實。

測站水文監測現代化的實施過程中，結合測站特性，選擇符合本站適用條件的合格儀器設備，經比測符合規范要求投入到水文測站工作，對站點儀器、設施設備實行全面巡查和定期維護、保養，作好遙測數據的對比分析，通過水文科學技術的進一步發展，逐步實現水文監測現代化。

參考文獻：

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湖北省荊州市水文水資源勘測局? 湖北? 荊州? 434000