內(nèi)江水文水資源勘測(cè)局長(zhǎng)寧水文站

摘要：我國(guó)幅員遼闊，南北氣候相差很大，地質(zhì)條件復(fù)雜，水源的分布差別也很大，有的地方干旱少雨，有的地方洪澇災(zāi)害嚴(yán)重，因此，我國(guó)對(duì)水利建設(shè)一直都非常重視，尤其是近幾年，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利工程建設(shè)也飛速的發(fā)展起來(lái)。在水利工程中，水情信息化技術(shù)對(duì)于水利信息的管理具有非常重要的作用。本文主要講述了水情信息系統(tǒng)的構(gòu)成以及水情信息系統(tǒng)維護(hù)管理，簡(jiǎn)單分析水情信息系統(tǒng)的發(fā)展，以供大家參考。

關(guān)鍵詞：水情信息系統(tǒng)；自動(dòng)化技術(shù)；分析

一、前 言

我國(guó)近年來(lái)科技水平的不斷發(fā)展和進(jìn)步，信息技術(shù)在各行各業(yè)都得到了大力發(fā)展，信息技術(shù)在水利行業(yè)中也得到廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了該行業(yè)的迅速發(fā)展。水情信息化建設(shè)大大提高了防洪抗旱的能力和水資源的管理水平。

二、水情信息包括的內(nèi)容

水情信息包括：雨量、水位、流量、蒸發(fā)量、含沙量、降雪量、水溫等；目前水情的遙測(cè)參量限于雨量、水位。其他參量必要時(shí)可通過(guò)人工置數(shù)或換算獲得，其原因多出于傳感器方面的限制。水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)分三部分，即遙測(cè)站點(diǎn)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、中心站數(shù)據(jù)接收服務(wù)器、終端防洪預(yù)報(bào)調(diào)度平臺(tái)。

三、水情信息系統(tǒng)的主要構(gòu)成

3.1水情自動(dòng)測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)、通信及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集有兩部分：雨量傳感器和水位傳感器。一是雨量傳感器采用翻斗式雨量計(jì)。它由集水漏斗、翻斗和軸承等機(jī)械部分及磁鋼和舌簧管等電器部分組成。二是降水經(jīng)過(guò)進(jìn)水漏斗流入翻斗，當(dāng)水量達(dá)到定值后，引起盛水一端翻斗翻轉(zhuǎn)，并由磁鋼磁吸合（或釋放）舌簧管產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)。接著由翻斗盛水作下一次計(jì)量翻轉(zhuǎn)。三是水位傳感器。水位傳感器的種類很多，目前我國(guó)比較常用的是氣泡式水位計(jì)。

氣泡式水位計(jì)的測(cè)量精度比較高，有著免氣瓶，免測(cè)井，免維護(hù)，抗振動(dòng)，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，特別適用于流動(dòng)的水體、大中小型的河流、水庫(kù)，水體被嚴(yán)重的污染以及腐蝕性比較強(qiáng)的工業(yè)廢水等等。氣泡式水位計(jì)的安裝比較簡(jiǎn)單，操作比較靈活，維護(hù)比較方便，運(yùn)行比較穩(wěn)定，是遙測(cè)系統(tǒng)中的水位監(jiān)測(cè)，尤其是對(duì)那些水位觀測(cè)點(diǎn)沒(méi)有辦法建井或者建井的需要投入的資金比較大的地區(qū)是最理想的水位監(jiān)測(cè)儀器。

氣泡水位計(jì)主要有兩種采集模式：1、定時(shí)采集：根據(jù)設(shè)置的間隔時(shí)間，每隔一段時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行采集；2、指令控制采集：上位機(jī)使用控制指令控制設(shè)備進(jìn)行采集。

3.2信息發(fā)送系統(tǒng)

由以下幾個(gè)主要部件組成：一是單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。完成對(duì)水情信號(hào)的采集、預(yù)處理和發(fā)送功能；二是通信機(jī)部分。利用移動(dòng)公司網(wǎng)絡(luò)，采用短信的形式完成水情信號(hào)的接收與發(fā)送功能；三是供電部分（包括太陽(yáng)能電池和蓄電池組等）。供給各組件電能.

3.3中心站數(shù)據(jù)接收服務(wù)器

服務(wù)器設(shè)在省水利廳，主要完成全省各遙測(cè)站水情信息的接收處理，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)資源共享。因?yàn)楝F(xiàn)在公用通信網(wǎng)絡(luò)比較發(fā)達(dá)，所以把服務(wù)器和網(wǎng)通公司公網(wǎng)對(duì)接，利用有線公網(wǎng)和無(wú)線GPS實(shí)現(xiàn)水情數(shù)據(jù)通信。

3.4洪水預(yù)報(bào)調(diào)度

遙測(cè)水情數(shù)據(jù)的最終目的是依據(jù)遙測(cè)水情信息作出洪水預(yù)報(bào)，采集到的水情信息在此進(jìn)行最后的處理、存儲(chǔ)，從而做出洪水預(yù)報(bào)和防洪調(diào)度決策。其具體功能包括：

（1）對(duì)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，加注時(shí)間存入水文數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）進(jìn)行水文數(shù)據(jù)操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢查、查詢、統(tǒng)計(jì)功能。

（3）根據(jù)校準(zhǔn)測(cè)定好的水文模型對(duì)流域內(nèi)的產(chǎn)流和匯流以及洪水演進(jìn)計(jì)算，及時(shí)的對(duì)預(yù)報(bào)成果進(jìn)行修正，并且及時(shí)發(fā)布水文預(yù)報(bào)。

（4）根據(jù)水庫(kù)泄洪閘的情況來(lái)提供優(yōu)化調(diào)度的方案。

（5）進(jìn)行水文數(shù)據(jù)的報(bào)表輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢查、查詢、統(tǒng)計(jì)、顯示和打印功能。

四、水情信息系統(tǒng)的維護(hù)和管理

在防汛工作中，水情信息自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)有著很大的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在已經(jīng)成為我國(guó)防汛指揮系統(tǒng)一項(xiàng)非常重要的組成部分。所以，水情信息自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)平時(shí)的維護(hù)管理工作在我國(guó)水情工作中越發(fā)顯得重要。我們根據(jù)工作的布置進(jìn)行分工，水情信息系統(tǒng)的日常管理與維護(hù)工作一般分為以下三個(gè)方面：

4.1基層測(cè)站

在基層測(cè)站，管理人員要定期的對(duì)水位數(shù)值和人工水位進(jìn)行全面系統(tǒng)的核對(duì)比較，如果兩者的水位值之間相差超過(guò)規(guī)定范圍的時(shí)候，我們通常以人工觀測(cè)作為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)自動(dòng)觀測(cè)報(bào)道設(shè)備的水位數(shù)值進(jìn)行校正。在下雨的時(shí)候嗎，基層測(cè)站的維護(hù)人員要和委托站的看守員及時(shí)聯(lián)系，取得人工觀測(cè)雨量的數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)的日雨量和人工觀測(cè)的日雨量的進(jìn)行核對(duì)。如果人工觀測(cè)結(jié)果和水情自動(dòng)信息采集傳輸系統(tǒng)所得的雨量值差別過(guò)大超出一定范圍的時(shí)候，我們一般是按照維護(hù)手冊(cè)內(nèi)容，對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢查，并把檢查的結(jié)果做好記錄。

4.2委托的觀測(cè)站

在委托的觀測(cè)站中，觀測(cè)員的日常工作就是對(duì)觀測(cè)的場(chǎng)地進(jìn)行管理，防止閑雜人等進(jìn)入觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，防止觀測(cè)場(chǎng)地的設(shè)備被人為破壞。要保持觀測(cè)場(chǎng)地的衛(wèi)生清潔，排除觀測(cè)場(chǎng)地的積水。每月的月初都要對(duì)戶外的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢查，對(duì)雨量計(jì)、承雨器里面的雜物進(jìn)行清理，太陽(yáng)能板表面的污垢清理干凈，檢查各線纜之間的連接情況。還要依據(jù)天氣情況，及時(shí)做好降雨來(lái)臨前后的人工觀測(cè)記錄，有儲(chǔ)水瓶的，還要在做好記錄之后及時(shí)的把水清除。

4.3水情中心

水情中心主要是建立健全了完整的設(shè)備技術(shù)系統(tǒng)信息資料檔案。主要有設(shè)備技術(shù)說(shuō)明書(shū)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)備安裝調(diào)式的報(bào)告，設(shè)備試驗(yàn)驗(yàn)收的報(bào)告，設(shè)備運(yùn)行的報(bào)告，設(shè)備運(yùn)行的記錄，設(shè)備的日常維護(hù)與設(shè)備檢修記錄以及設(shè)備的檔案。還要依據(jù)系統(tǒng)實(shí)際的情況，建立健全系統(tǒng)的運(yùn)行管理操作規(guī)范與操作流程。

工作人員要定期的對(duì)水情信息自動(dòng)采集傳輸系統(tǒng)進(jìn)行檢查，主要檢查的是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，報(bào)文存儲(chǔ)系統(tǒng)以及服務(wù)器等這些硬件運(yùn)行的狀況，主要包括：系統(tǒng)供電、異常數(shù)據(jù)信息、網(wǎng)絡(luò)暢通率等內(nèi)容。對(duì)檢查的結(jié)果要嚴(yán)格的按照規(guī)矩進(jìn)行逐筆記錄，如果在比較大的雨水情期間一定要加大檢查頻率。根據(jù)這些記錄，統(tǒng)計(jì)出系統(tǒng)的可用率、正確率（與人工報(bào)數(shù)據(jù)比測(cè)）等，為系統(tǒng)維護(hù)和升級(jí)提供參考依據(jù)。同時(shí)系統(tǒng)管理員定期提交系統(tǒng)運(yùn)行總結(jié)報(bào)告，客觀全面的反映系統(tǒng)一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行情況。主要包括：（1）系統(tǒng)通信的情況。（2）信息中心的運(yùn)行與維護(hù)情況。（3）自動(dòng)測(cè)報(bào)站運(yùn)行與維護(hù)情況。（4）系統(tǒng)升級(jí)改造。（5）系統(tǒng)故障與處理情況。（6）數(shù)據(jù)精度的分析。（7）數(shù)據(jù)合理性的分析。（8）系統(tǒng)問(wèn)題與處理意見(jiàn)。等等通過(guò)總結(jié)和分析比較，做到對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀況及時(shí)的掌控，問(wèn)題與隱患做到及時(shí)的發(fā)現(xiàn)及時(shí)的解決，來(lái)保證系統(tǒng)能夠安全可靠的運(yùn)行。

五、水情信息系統(tǒng)的發(fā)展方向

隨著衛(wèi)星通信的新發(fā)展，建立自己區(qū)域內(nèi)的氣象衛(wèi)星云圖接收系統(tǒng)，接收中央氣象臺(tái)及國(guó)外一些氣象中心發(fā)布的氣象資料，并把它納入水情自動(dòng)測(cè)報(bào)綜合管理范疇。衛(wèi)星云圖對(duì)雨情預(yù)報(bào)提供了重要的輔助資料，可以了解氣象（包括雨情）的動(dòng)態(tài)變化，從而增大洪水預(yù)報(bào)的預(yù)見(jiàn)期，對(duì)防洪工作非常有利。水利信息化對(duì)于建立包括節(jié)水型農(nóng)業(yè)、節(jié)水型工業(yè)在內(nèi)的節(jié)水型社會(huì)，推進(jìn)城市化進(jìn)程，提高資源共享，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和長(zhǎng)遠(yuǎn)的歷史意義。水利信息化建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施是一個(gè)全國(guó)性的網(wǎng)絡(luò)工程，其關(guān)鍵技術(shù)有：遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制、數(shù)值模擬、GIS和遙感技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、通訊和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能管理等等。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著科技水平不斷的發(fā)展，我國(guó)的水情信息系統(tǒng)也會(huì)變得越來(lái)越科學(xué)，信息技術(shù)在水利行業(yè)必將發(fā)揮更大的作用，大大提高了我國(guó)防洪抗?jié)车乃剑Ｕ狭巳藗兩?cái)產(chǎn)的安全。

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