摘 要：利用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對河道溪流某些特定內(nèi)容進(jìn)行動態(tài)管理，將改變現(xiàn)今水政監(jiān)察的被動工作方式，能夠主動發(fā)現(xiàn)問題，及時遏制水事違規(guī)違法行為，把違法事件消除在萌芽狀態(tài)，保護(hù)水資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，更好地為水利事業(yè)的運(yùn)作保駕護(hù)航。文章就動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)路線以及所能帶來的社會效益進(jìn)行了深入的研究。

關(guān)鍵詞：水政監(jiān)察；動態(tài)管理；方案

前言

惠安縣地處福建東南沿海，境內(nèi)分布著四大溪流，灘淺水緩，沙質(zhì)豐優(yōu)，長期以來非法采砂破壞河床的現(xiàn)象十分猖獗，侵損河岸污染河道的事件也時有發(fā)生，這給水政監(jiān)管帶來很大的壓力。由于未能及時發(fā)現(xiàn)，故很難有效治理，違法者往往采用突擊的形式“作案”，監(jiān)管人員到來后則遁去，與執(zhí)法者玩起“躲迷藏”，盜采者因此而屢屢得逞，危害巨大。如何杜絕此類似事件的發(fā)生，一直是地方政府考慮的重要問題之一。若能在其“作案”之初則給予立即監(jiān)管，把非法盜采和侵損河床河岸的行為消滅在萌芽狀態(tài)，那么此類事件的發(fā)生率將大幅降低。據(jù)此思路，本文提出的應(yīng)用信息遙感技術(shù)——水政監(jiān)察動態(tài)管理平臺，對河道的重要部位進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，及時拍照、攝像，使得非法侵損河道、非法采砂等違法行為無處遁形。此外，管理平臺還兼顧有河道受自然災(zāi)害威脅預(yù)警之保護(hù)功能。以下介紹水政監(jiān)察動態(tài)管理平臺的構(gòu)造、原理以及其技術(shù)要求等內(nèi)容。

1 系統(tǒng)組成

水政監(jiān)察動態(tài)管理平臺信息遙感技術(shù)主要由水文監(jiān)測（雨量、水位、流量）和視頻監(jiān)控以及信息傳輸三個部分組成。通過現(xiàn)場檢測到的各種數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行分析，最后綜合判斷現(xiàn)場出現(xiàn)的狀況：是自然災(zāi)害對河岸的威脅，還是人為非法采砂或?qū)影逗哟?、植被的侵損，進(jìn)而作出采取相應(yīng)行動的決定，有效保護(hù)水利工程設(shè)施，杜絕非法破壞行為。

1.1 雨量計

雨量計采用翻斗式雨量計，雨量每增加1mm即雨量計輸出一個電信號，送至終端機(jī)上轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，最后經(jīng)手機(jī)模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€代表雨量數(shù)值的射頻信號向外界發(fā)射（短信或GPRS信號）。

1.2 水位計

水位計采用氣泡式水位計，其水位傳感頭安裝在河流或水庫中，每當(dāng)水位增加或減少一定數(shù)值（可按需設(shè)定，如5cm等），即氣泡水位計輸出一個能反映水位的電信號，送至終端機(jī)上轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，再經(jīng)手機(jī)模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€代表水位數(shù)值的射頻信號向外界發(fā)射（短信或GPRS信號），最后借助移動通信把信息傳輸至機(jī)房控制中心。

1.3 流量計

流量計安裝在河流某中能反映某種典型信息的重要河段，每當(dāng)河流流量發(fā)生變化，且變化量超過某設(shè)定的數(shù)值時，流量計即輸出一個相應(yīng)的電信號，并送至終端機(jī)上轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，再經(jīng)手機(jī)模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€代表流量數(shù)值的射頻信號向外界發(fā)射（短信或GPRS信號），最后借助移動通信把信息傳輸至機(jī)房控制中心。

1.4 視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控由紅外攝像頭和控制云臺與微波視頻傳輸系統(tǒng)等組成，現(xiàn)場視頻圖像將通過攝像頭轉(zhuǎn)換成視頻信號再經(jīng)過微波發(fā)射裝置，把反映現(xiàn)場情景的視頻圖像信號傳輸至單位里的機(jī)房控制中心。

1.5 支持設(shè)備

監(jiān)控現(xiàn)場所有傳感設(shè)備的工作都依賴于一個共同的支持系統(tǒng)，那就是電源供給系統(tǒng)，它由太陽能電池板和蓄電池及充電設(shè)備等組成，夜間或陰雨天時，由蓄電池供電，白天由太陽能向蓄電池充電，這樣，電能就能一直保持下去，保持一段相當(dāng)長的時間，蓄電池至少可以使用5年。

2 監(jiān)控原理

通過獲取來自雨量計、水位計、流量計及視頻監(jiān)控這些傳感設(shè)施的各種數(shù)據(jù)圖像，即可進(jìn)行綜合分析，判斷所保護(hù)的河段是否正在遭受人為的破壞（包括非法采砂、侵損河岸河床等）或正受自然災(zāi)害的威脅或破壞，從而作出正確行動的決定。

2.1 雨量水位流量監(jiān)控

當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)附近下大雨且雨量達(dá)到一定預(yù)警數(shù)值時，河水水位也必將跟著上漲，來自水位傳感器的水位數(shù)值將不斷增加，當(dāng)水位增加達(dá)到一定的預(yù)警值時，且雨量值仍在不斷攀升，則預(yù)示著被監(jiān)測段的河岸可能會受洪水的威脅，此時指揮中心就會作出決定，通知做好該河段的防護(hù)工作，包括加密巡護(hù)，做好加固搶險的準(zhǔn)備。此外，當(dāng)檢測段河流水位低至一定程度時，其不遠(yuǎn)的上游就可能出現(xiàn)干涸，人為非法采砂現(xiàn)象就會增多，此時就需要加強(qiáng)巡查，把非法采砂破壞河床的事件消滅在萌芽狀態(tài)，提高巡查效率。同樣，當(dāng)被監(jiān)測河段水位增加到一定程度時，就必須注意巡查，以防采砂船的侵?jǐn)_。同理流量數(shù)據(jù)也同樣能夠反映出河道的水量多寡，通過掌握流量與水量的關(guān)系，即能有效地判斷出非法采砂和破壞河道事件發(fā)生的幾率大小。

2.2 視頻監(jiān)控

利用視頻攝像頭對重要河段重要區(qū)域進(jìn)行全天候的視頻監(jiān)控，能夠有效地遠(yuǎn)程監(jiān)控被監(jiān)控的區(qū)域是否有違法水事案件、入河排污、河道污染等事件的發(fā)生。視頻攝像頭把現(xiàn)場場景轉(zhuǎn)換成視頻信號，傳輸至視頻處理中心，再加載至射頻信號中，通過微波傳送，把加載有視頻信息的微波信號發(fā)送至指揮中心的微波接收裝置上，再輸送至計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理中心，經(jīng)信息圖像處理軟件處理后在顯示屏上還原出相應(yīng)的視頻場景，值守人員通過監(jiān)控圖像即可及時發(fā)現(xiàn)侵損河岸河床以及非法采砂等違法行為。

3 技術(shù)指標(biāo)

3.1 水位計：量程0-15m，精度+5mm，分辨率1mm/0.1mBar；測量間隔1min-24h。

3.2 雨量計：分辨率1mm，雨強(qiáng)測量范圍0-4/min，允許通過最大雨強(qiáng)8mm/min。

3.3 太陽能板：工作電壓≥16V，工作電流≥2A，峰值功率40W。

3.4 蓄電池：12V，100Ah；浮充壽命≥5年。

3.5 視頻攝像：200萬像素，旋轉(zhuǎn)角度水平0-360°，垂直0-105°，

水平視角55.4-2.9度（廣角-遠(yuǎn)望），焦距20倍光學(xué)變焦。

3.6 遙測終端機(jī)：雨量范圍0-9999mm，可循環(huán)，水位0-4095cm，信源編碼BCD，信道編碼BCH，數(shù)據(jù)傳輸模式采用異步傳輸，工作電源12V，靜態(tài)電流≤2.5mA。

3.7 GPRS/GSM/CDMA模塊：工頻支持雙頻GSM/GPRS，發(fā)射功率2W（900MHz），功耗≤150mA（工作），靜態(tài)功耗≤10Ma。

4 結(jié)束語

據(jù)不完全統(tǒng)計，每年遭受盜采的河沙以及河床河岸遭受破壞的損失達(dá)到上千萬元之多，其社會危害所造成的損失更是巨大。而水政監(jiān)察動態(tài)管理系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，變被動管理為主動管理，及時遏制水事違法事件的發(fā)生。隨著系統(tǒng)布點(diǎn)的增多，水政監(jiān)管工作將有了質(zhì)的飛躍，增強(qiáng)執(zhí)法能力，減少盲目“疲勞作戰(zhàn)”的無用功，提高執(zhí)法效率，每年可遏制非法采砂事件50起以上，減少大量水土流失，減少河流污染以及侵占破壞河道河岸的事件發(fā)生，由此所產(chǎn)生的效益非常巨大，所帶來的社會效益更是不可估量。

參考文獻(xiàn)

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[2]蔡孝燕，李伯全，孫林林.水文信息自動測報系統(tǒng)[J].南京信息工程大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011（5）.

作者簡介：林菁（1965，10-），女，籍貫：泉州市惠安縣，工作單位：惠安縣水利局，研究方向：水資源管理與保護(hù)，大專學(xué)歷，助理工程師。endprint