數字化水文水資源監測模式探究

劉敏娜 田美云 曹保前

摘要：現代化水文水資源監測系統的建設中，信息技術的不斷成熟為其提供了良好的基礎。數字化技術的有效應用，已經成為水資源監測模式發展的必然趨勢。將水文監測與數字化信息技術有機融合，通過傳統的監測方法與現代化科技的相互結合，進一步提高水資源監測的質量及效率。本文主要對數字化水文水資源監測模式的結構以及實現方案進行分析，為全面提升水文勘測工作效率提供參考。

關鍵詞：數字化;水文水資源;監測模式;

引言：信息技術發展下水資源監測工作正在向現代化、自動化、科學化方向轉型，推動了數字化監測模式的監理進度。水資源監測對人類開發水文資源、保護生態環境都有著深遠的意義，因此需要不斷創新監測技術、完善監測功能、深入運用高新科技手段、引進先進的檢測設備以及軟件系統，為水文監測的數字化建設奠定良好的基礎。

1、數字化水文水資源監測概述

數字化水文水資源監測系統的構成部分有傳感器、主控制器、通信模塊，這一系統能夠準確、實時、高效采集、處理和傳輸各項水文數據，為水資源管理、防汛抗旱工作提供數據支持。通過分析水文水資源監測工作的實際情況，發現了很多發展不平衡的問題，具體體現在水資源短缺、水環境污染、洪澇災害等方面，直接影響社會經濟發展和人民群眾生產生活。因此，水利部門必須做好水資源開發、利用和管理工作，有效提升水資源監測質量。現階段，數字化水文水資源監測系統功能日益完善，應用范圍在不斷擴大，能夠準確預測水情變化及趨勢，這樣水利管理部門就能夠準確預判水資源情況，及時預防用水安全風險，避免因旱澇災害帶來的不利影響。

2、 數字化水文水資源監測模式結構

2.1 傳感器

傳感器設備主要是采集水文水資源監測數據。常用的2種傳感器分別是雨量傳感器和水位傳感器。降雨量是水文計算中的關鍵數據，通過分析各個區域的歷史降雨資料，可以判斷未來的水情變化情況，這樣管理部門就能夠提前防范旱澇災害。雨量計是雨量傳感器的重要組成部分，翻斗式雨量計最為常用，其具有結構簡單、計算準確、穩定性強等優勢。在水利行業的農田灌溉、水庫、湖泊管理工作中，水位資料應用范圍比較廣泛，水利部門可以根據水位資料，合理選擇灌區的灌溉方式，針對調水、排水的情況進行準確判斷。現階段，水利部門普遍應用自動化水位傳感器，如浮子水位計、激光水位計等，現已取代了傳統的人工觀測水尺讀數方式。

2.2 主控制器

在數字化水文監測系統中，主控制器是其中的重要結構，其性能直接決定著系統的整體性能，主控制器可以和其他模塊進行有效連接，及時處理分析、儲存各項數據資料，隨后將ADC/DAC在微型處理器中，為數據量形式變換提供支持。例如，水利部門利用ADC技術放大信號，能夠擴大微弱降雨量數據，提高數據處理的準確性，還可以在主控制器中整合多個I/O端口，為系統升級提供便利，滿足擴充的實際要求，延長微處理器的使用年限。

2.3 通信模塊

數據傳輸形式主要分成2種，分別是有線傳輸和無線傳輸。無線傳輸在現代數字水文水資源監測中得到了有效應用。不受地形、自然環境的影響，無線傳輸模塊類型比較多，很多都是GPRS通信，運輸速度比較快，具有很強的兼容性，無須投入大量成本作為支持。通過選擇通信模式，提高監測系統的整體性，能源消耗量少，滿足了水文監測系統技術指標要求。

2.4 電源模塊

通常情況下，水文水資源監測系統設置在戶外，電纜線架設所需成本比較高。為了有效解決工程難題，減少成本的投入，水利部門會使用太陽能蓄電池供電，通過分析電壓、容量、溫度等各項指標，其能夠在潮濕環境中運行，這時可以選擇密封鉛酸蓄電池。除此之外，戶外工作對蓄電池設備供電持久性提出了嚴格要求，減少了電能消耗量，實行分區管理模式，確保其在陰雨環境中能正常運行，提供可靠的電力能源支持。

3、實現數字化水文水資源監測的措施

3.1健全大數據監測網絡

對于環境保護監測期間需要不斷強化不同水環境地區的功能劃分，從而保證水環境保護監測能夠達到各個不同行政區劃的標準，與此同時，要不斷強化地下水的監測網絡建設，把控監測每個不同的行政區域取水量以及用水量的標準等。構建更加完善的水環境保護生態數字化監測網絡，強化實時預報操作，方便員工可以更快掌握，且知曉水環境的現況以及對湖泊水域等各個方面的影響。

3.2防加強汛數據監測

水文水資源監測系統的傳感器、控制器和通信模塊，針對降雨情況進行實時監測，采集更多的水文數據和資料進行處理，將各項數據傳輸給水利部門，根據水文變化情況進行判斷、分析，采取相應的措施予以處理，如針對河流湖泊水位高于警戒水位的情況進行監視，利用水文資源監測系統監測，在上游河流有大規模、連續降雨的情況下，提前做好防汛準備工作，還可以打開湖泊閘口，提前做好洪水預防工作，減少洪水災情問題的出現。

3.3建立水文監測平臺

目前，很多水利部門建立了水文信息管理平臺，這一平臺針對水文資源監測系統進行了擴展，能夠確保監測數據的充分利用。同時，水文信息管理平臺可以做好上傳水文數據的二次處理工作，為人員管理、數據使用提供了支持，實現信息查詢功能，以滿足用戶對信息的各項需求。除此之外，水文信息管理平臺具有防洪報警功能，能夠事先報警，及時做出反應，提高突發事件反應能力，確保汛期的安全性。并且管理平臺能夠支持用戶信息驗證、記錄，基礎資料模塊能夠綜合查詢當地水庫、河流湖泊的數據和資料，以滿足人民群眾的資料查詢需求，及時添加、刪減、修改各項信息。

3.4共享水文監測數據

數字化水文水資源監測系統具有信息發布系統，利用網頁制作技術，在互聯網平臺發布各項水文信息，用戶利用互聯網技術充分了解當地實際情況，建立水文水資源監控App，及時公布水利情況，有效地傳播各項數據，提高水文水資源監測的整體質量。

總結：數字化水文水資源監測系統有利于提高信息采集的準確性、數據傳輸的時效性，促使防汛抗旱信息量有所增加，將采集水情信息共享到互聯網中，通過應用水情信息采集系統數字化優勢，為防汛抗旱指揮、調度提供數據支持。同時，水文水資源監測系統還能夠利用互聯網技術，向人民群眾發布實時的水情、雨情信息，提高人民群眾的防災意識，減少旱澇災害帶來的不必要損失。

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