張 鵬

(塔河流域巴音郭楞管理局，新疆 巴音郭楞蒙古自治州841000)

孔雀河所處的塔里木盆地是一個(gè)氣候干旱的地區(qū)，在這一地區(qū)常年的降水量只有50 mm左右，而蒸發(fā)量卻一直居高不下，在這樣嚴(yán)重干旱的地區(qū)人們的生活和植物的生長(zhǎng)都面臨著嚴(yán)重的問(wèn)題，可以說(shuō)孔雀河的存在為塔里木盆地帶來(lái)了綠色和生機(jī)，因此對(duì)孔雀河流域中水量的檢測(cè)方案和實(shí)施進(jìn)行研究具有鮮明的現(xiàn)實(shí)意義。

1 水量調(diào)度監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

1.1 全球氣候變化加劇了水資源的不確定性

孔雀河是一條主要由冰雪融水和降水補(bǔ)給的河流，在全球變暖的大環(huán)境背景下其主要的水量補(bǔ)給來(lái)源冰雪融水變得極不穩(wěn)定，降水補(bǔ)給的變化也開(kāi)始加大，這些都導(dǎo)致孔雀河的水量在近幾年變得極不穩(wěn)定，其流量最大年(2002)和流量最小年(1986)之間的流量差距達(dá)到了2.3倍，2014年孔雀河全年的來(lái)水量為31.56億 m3。與前三年相比都有10%以上的流量缺口，較多年的平均值低7.3%，是1996年以來(lái)山區(qū)來(lái)水量最少的年份，冰雪融水補(bǔ)給量的不穩(wěn)定直接導(dǎo)致了這一現(xiàn)狀，同時(shí)也增加了孔雀河流域水資源管理的難度。

1.2 水量監(jiān)測(cè)手段落后

孔雀河流域水量監(jiān)測(cè)主體在不斷變化的水量情況下，暴露出了部門之間、地區(qū)之間水量監(jiān)測(cè)信息傳遞不及時(shí)、共享效率低等問(wèn)題，同時(shí)監(jiān)測(cè)手段的落后也嚴(yán)重的加大了水量監(jiān)測(cè)人員的工作負(fù)擔(dān)和在工作時(shí)的危險(xiǎn)性。在現(xiàn)有的水量監(jiān)測(cè)技術(shù)條件下很難實(shí)現(xiàn)有效的水量統(tǒng)一調(diào)度。

2 流域水量調(diào)度監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的必要性

2.1 落實(shí)“三條紅線”控制指標(biāo)，實(shí)施最嚴(yán)格水資源管理的必然要求

2011年中央一號(hào)文件明確提出，要實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度，建立用水總量控制、用水效率控制和水功能區(qū)限制納污“三項(xiàng)制度”相應(yīng)地劃定用水總量、用水效率和水功能區(qū)限制納污“三條紅線”。三條紅線的出臺(tái)，為孔雀河流域的數(shù)量管理指明了道路，建立流域水量調(diào)度監(jiān)測(cè)項(xiàng)目成為必然。

2.2 適應(yīng)流域管理新體制，提升流域管理信息化水平的需要

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及電子信息技術(shù)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活中的推廣普及，現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)融入到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，在水資源管理領(lǐng)域現(xiàn)代信息化管理已經(jīng)成為一個(gè)主要的發(fā)展趨勢(shì)，孔雀河作為當(dāng)?shù)刂匾乃Y源供應(yīng)河流，其自身的水資源管理水平影響到沿線城市人民的生命財(cái)產(chǎn)安全和生活水平，所以對(duì)孔雀河的水資源信息化管理勢(shì)在必行。同時(shí)流域水資源的信息化管理也是我國(guó)水資源管理發(fā)展的大勢(shì)，大勢(shì)所趨，孔雀河的水資源管理順應(yīng)時(shí)代和全國(guó)水資源管理的要求，進(jìn)行水資源的信息化管理也是理所當(dāng)然的。

2.3 提高流域綜合管理效率的基本要求

在對(duì)孔雀河水資源的監(jiān)測(cè)中，以往的監(jiān)測(cè)活動(dòng)已經(jīng)積累了大量的水資源監(jiān)測(cè)信息，這些信息是孔雀河未來(lái)水資源監(jiān)測(cè)的重要參考信息，隨著監(jiān)測(cè)信息水量和考察項(xiàng)目的不斷增加，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式已經(jīng)不能滿足孔雀河的監(jiān)測(cè)需求，利用現(xiàn)代信息技術(shù)改造現(xiàn)有的水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，成為提高孔雀河流域水資源的綜合管理效率的基本要求。

3 建設(shè)目標(biāo)

計(jì)劃建立健全孔雀河流域的水資源監(jiān)測(cè)站網(wǎng)絡(luò)，以水資源監(jiān)測(cè)站為水資源監(jiān)測(cè)的基本節(jié)點(diǎn)，在孔雀河重要引水口等水位變化的關(guān)鍵性位置新建庫(kù)塔干渠龍口段、庫(kù)塔干渠二支渠、第二樞紐多浪渠、西尼爾水庫(kù)進(jìn)庫(kù)4處監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，構(gòu)成一個(gè)完整的水資源監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，讓孔雀河流域水資源的變化和變化趨勢(shì)能夠完整的掌握在水資源監(jiān)測(cè)管理主體的掌握之下，并在此基礎(chǔ)上對(duì)孔雀河流域的水資源進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的調(diào)配。

4 監(jiān)測(cè)方案

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

水位監(jiān)測(cè)站建設(shè)和改造作為孔雀河流域水量監(jiān)測(cè)的主要節(jié)點(diǎn)，是孔雀河流域關(guān)鍵引水口水量信息的主要收集者和傳遞者，所以在新監(jiān)測(cè)站建設(shè)和舊觀測(cè)站升級(jí)改造的活動(dòng)中，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尤為重要，為了滿足孔雀河水量監(jiān)測(cè)的基本需求，水量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的主要水位探測(cè)手段應(yīng)用的是當(dāng)前水位探測(cè)領(lǐng)域較為先進(jìn)的雷達(dá)水位傳感器，并應(yīng)用數(shù)字化的遙測(cè)終端機(jī)對(duì)雷達(dá)水位傳感器進(jìn)行操控。水位雷達(dá)傳感器具有水位測(cè)量的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和不接觸工作的特點(diǎn)，其能對(duì)設(shè)定的面積廣泛的水域水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，排除涌浪對(duì)水位監(jiān)測(cè)器的影響，保證水位測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。單個(gè)水位監(jiān)測(cè)站由雷達(dá)水位計(jì)、終端機(jī)、太陽(yáng)能電池、蓄電池等關(guān)鍵設(shè)備組成。

4.2 組網(wǎng)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)流程

在水量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中水量監(jiān)測(cè)站完成水量的監(jiān)測(cè)工作后，其與水量監(jiān)測(cè)主體的水量信息交互機(jī)制和交互方式也會(huì)對(duì)水量監(jiān)測(cè)的效果產(chǎn)生影響。水量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)設(shè)計(jì)以數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理為主線，在水量數(shù)據(jù)的傳輸中采用GPRS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。在數(shù)據(jù)的交互過(guò)程中采用一對(duì)多的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，其中數(shù)據(jù)的主要接收方是孔雀河水量監(jiān)管的主體，而系統(tǒng)中的多點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是分布在孔雀河各個(gè)關(guān)鍵調(diào)水口的水量監(jiān)測(cè)站。

4.3 遙測(cè)站供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

在孔雀河水量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中因?yàn)楦鱾€(gè)主要的調(diào)水口都遠(yuǎn)離人口聚居區(qū)，而且大多數(shù)建設(shè)地形險(xiǎn)惡，鋪設(shè)電纜供電的成本過(guò)高而且安全性較低，所以在水量監(jiān)測(cè)站的能源供給問(wèn)題上，擬采用太陽(yáng)能供電技術(shù)。對(duì)水量監(jiān)測(cè)站中的所有用電設(shè)備進(jìn)行用電量調(diào)查，統(tǒng)計(jì)水量監(jiān)測(cè)站在單位時(shí)間內(nèi)的用電量，并對(duì)比太陽(yáng)能電池在該地區(qū)光照條件下的平均電能輸出，計(jì)算出實(shí)際需要的太陽(yáng)能電池總量。同時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)站中蓄電池的設(shè)置要充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐奶鞖鈼l件，按照連續(xù)陰天十天的標(biāo)準(zhǔn)選擇蓄電池的電量存儲(chǔ)能力，同時(shí)為了避免蓄電池出現(xiàn)過(guò)充現(xiàn)象要在二者之間加裝太陽(yáng)能電池充電控制器。

5 水量調(diào)度綜合信息系統(tǒng)的實(shí)施應(yīng)用

5.1 基礎(chǔ)信息查詢

水量監(jiān)測(cè)的用戶端基于DIS技術(shù)將監(jiān)測(cè)站點(diǎn)提供的水量監(jiān)測(cè)信息形成一種高度可視化、可查詢、可編輯的數(shù)據(jù)信息表，在這一系統(tǒng)中調(diào)水工作人員能夠根據(jù)調(diào)水的實(shí)際需求水量調(diào)度綜合信息系統(tǒng)提供不同形式的水量數(shù)據(jù)信息，以簡(jiǎn)單直觀的方式對(duì)孔雀河全流域的水量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查詢，并提供各種格式的水量數(shù)據(jù)輸出，保證對(duì)流域內(nèi)部水量信息的呈現(xiàn)，為會(huì)商決策、調(diào)度作業(yè)提供信息支持。

5.2 引(退)水信息查詢

依靠自身的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)水量調(diào)度綜合信息系統(tǒng)能夠容納不同時(shí)期的水量調(diào)度信息，對(duì)孔雀河歷史上的水量調(diào)度活動(dòng)進(jìn)行記錄，并對(duì)調(diào)水活動(dòng)開(kāi)展的原因和產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的分析，滿足對(duì)調(diào)水工作的記錄需求，同時(shí)也可以提供各個(gè)時(shí)期調(diào)水活動(dòng)的對(duì)比分析，為當(dāng)前孔雀河流域的調(diào)水工作科學(xué)有效的開(kāi)展、落實(shí)提供歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比支持。

5.3 用水計(jì)劃、需水信息查詢

在水量的管理活動(dòng)中，下游地區(qū)的用水量和需水信息是調(diào)水活動(dòng)開(kāi)展頻率、規(guī)模的主要參考標(biāo)準(zhǔn)，水量調(diào)度綜合信息系統(tǒng)能夠借助現(xiàn)代化辦公軟件的幫助，對(duì)下游地區(qū)的用水計(jì)劃和需水信息進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)的統(tǒng)計(jì)，并以調(diào)水工作人員需求的方式呈現(xiàn)出來(lái)，極大的提高了調(diào)水工作管理主體的工作效率。

5.4 預(yù)警信息處理

在水量調(diào)度綜合信息系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，能夠接收到各個(gè)水量監(jiān)測(cè)站的實(shí)時(shí)水量信息，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)該監(jiān)測(cè)站具體信息的對(duì)比分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水量監(jiān)測(cè)結(jié)果的預(yù)警，無(wú)論是該水量監(jiān)測(cè)站的水量過(guò)低還是過(guò)高，綜合信息系統(tǒng)都會(huì)向水量調(diào)度人員進(jìn)行預(yù)警，提示調(diào)度人員注意調(diào)水工作的設(shè)計(jì)和進(jìn)度。

綜上所述，孔雀河是其所在地區(qū)重要的水資源供應(yīng)主體，其水量信息監(jiān)測(cè)效率關(guān)系到下游千萬(wàn)群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全和生活質(zhì)量，而近年來(lái)因?yàn)槿驓夂虍惓５挠绊懞土饔騼?nèi)檢測(cè)系統(tǒng)的落后，導(dǎo)致對(duì)孔雀河流域水量的檢測(cè)和調(diào)配始終不能達(dá)到理想的效果，在這種水量監(jiān)測(cè)的嚴(yán)峻形勢(shì)下本文結(jié)合孔雀河流域的水量實(shí)際，設(shè)計(jì)了孔雀河流域水量監(jiān)測(cè)的方案，并對(duì)其具體的實(shí)施效果進(jìn)行了闡釋，以期為孔雀河流域水量監(jiān)測(cè)水平的提高提供支持和借鑒。

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