張 偉

(新疆巴音郭楞水文水資源勘測(cè)局，新疆庫爾勒841000)

孔雀河源自博斯騰湖，水源由揚(yáng)水站揚(yáng)水和達(dá)吾提閘出流共同造成?？兹负与`屬塔里木河流域，上世紀(jì)70年代，孔雀河與塔里木河匯合可達(dá)羅布泊，河長942 km。70年代以后，由于孔雀河上游沿程用水增多，引水樞紐、水庫相繼建成，孔雀河下泄水量逐年減少，流程僅到尉犁縣的阿克蘇甫，河長縮短了523 km。

孔雀河是庫爾勒市、尉犁縣、塔里木墾區(qū)工農(nóng)業(yè)用水的主要水源，根據(jù)各行業(yè)用水需求，孔雀河水量受到人工調(diào)節(jié)，四季變化不大。

他什店水文站建于1953年9月，位于庫爾勒市塔什店鎮(zhèn)，承擔(dān)著孔雀河的水量、水質(zhì)監(jiān)測(cè)和氣象觀測(cè)任務(wù)。該水文站主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有水位、水溫、冰情、流量、降水、蒸發(fā)(Φ20 cm)、氣溫、水質(zhì)等。自建站以來，2002年8月31日實(shí)測(cè)最高水位:8.03 m，最大流量:158 m3/s，最大水深:6.70 m。

1 改造建設(shè)前測(cè)站情況

(1)測(cè)驗(yàn)方式:常年駐守監(jiān)測(cè)，為駐測(cè)站;

(2)值守人員配置:2人;

(3)主要測(cè)驗(yàn)設(shè)施:水準(zhǔn)點(diǎn)3個(gè);基本水尺1組;自記井房(磚木結(jié)構(gòu)10 m2)1處;水文吊箱(雙鎖纜道)1處;12 m×12 m氣象觀測(cè)場(chǎng)1處;站房(磚木結(jié)構(gòu)100 m2;上世紀(jì)80年代修建)1處;庭院及磚圍墻1處;

(4)主要設(shè)備:S3——932810水準(zhǔn)儀1架，SW40型浮子式自記水位計(jì)2臺(tái)，Ls25─1型流速儀3架，鉛魚2個(gè)，虹吸雨量計(jì)1個(gè)，百葉箱1個(gè)，蒸發(fā)皿2個(gè)(20 mm和E601型);

(5)觀測(cè)方式

①水位觀測(cè)，采用浮子式日記水位計(jì)記錄水位，每天8點(diǎn)、20點(diǎn)人工校核2次。

②流量測(cè)驗(yàn):采用水文吊箱(雙鎖纜道)測(cè)流，人工上吊箱，高空作業(yè)。測(cè)洪標(biāo)準(zhǔn):20年一遇。

③氣象觀測(cè):人工觀測(cè)、記錄，每天8點(diǎn)、14點(diǎn)、20點(diǎn)觀測(cè)，觀測(cè)方式為最基本、最原始

2 改造建設(shè)后測(cè)站情況

2004年，通過塔里木河流域水文與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)該水文站進(jìn)行了全面改造，建成全疆第一個(gè)數(shù)字化水文站。

2.1 設(shè)施情況

新建水準(zhǔn)點(diǎn)3個(gè);基本水尺1組;儀器安置房(磚混結(jié)構(gòu)15 m2)1處;超聲波水位計(jì)支架1處;ADCP測(cè)流儀支架1處;視屏建設(shè)系統(tǒng)1套;鋼結(jié)構(gòu)圍欄氣象觀測(cè)場(chǎng)1處;自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、傳輸、記錄系統(tǒng)1套;磚混結(jié)構(gòu)地上一層，建筑面積200 m2)1處;圍墻、地坪、綠化1套。

2.2 主要設(shè)備

自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀1架，電子經(jīng)緯儀1臺(tái)，超聲波自記水位計(jì)1臺(tái)，多普勒ADCP自動(dòng)測(cè)流儀1臺(tái)，LS25─1型流速儀3架，翻斗式雨量計(jì)1個(gè)，玻璃鋼百葉箱1個(gè)，蒸發(fā)皿2套(20 mm和E601型)。

2.3 監(jiān)測(cè)方式

水位、流量、水溫、氣溫、降水、蒸發(fā)自動(dòng)采集、傳輸和記錄，水文吊箱作為測(cè)流校測(cè)設(shè)備。

3 數(shù)字化水文站特點(diǎn)

在他什店水文站，測(cè)站職工打開電腦，經(jīng)過1分多鐘的參數(shù)輸入，再等待100秒后，測(cè)驗(yàn)斷面當(dāng)時(shí)的水位、流量、流速、斷面面積和氣象場(chǎng)當(dāng)時(shí)的氣溫、蒸發(fā)等數(shù)據(jù)就會(huì)在平板大屏幕上顯示出來，再打開視頻監(jiān)視系統(tǒng)，又能清晰看到基本斷面周圍的設(shè)施和觀測(cè)水尺，測(cè)站職工足不出戶而且在很短的時(shí)間內(nèi)就可以完成觀測(cè)、計(jì)算、存儲(chǔ)和斷面監(jiān)視工作。

多年來，無數(shù)水文科技工作者致力于水文自動(dòng)測(cè)報(bào)技術(shù)的研發(fā)工作，旨在利用當(dāng)今先進(jìn)的數(shù)字信息技術(shù)，在測(cè)站實(shí)現(xiàn)水文、氣象數(shù)據(jù)采集、傳輸、計(jì)算處理和信息服務(wù)全部自動(dòng)化。他什店水文站自動(dòng)化建成，匯集了水文職工聰明才智和辛勤勞動(dòng)的成果，這是新疆水文史上首次成功的嘗試。

他什店水文站通過數(shù)字化改造后，改變了以往傳統(tǒng)的測(cè)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸，科學(xué)測(cè)驗(yàn)。其優(yōu)點(diǎn)為:

(1)觀測(cè)的先進(jìn)性:以前觀測(cè)水位、水溫時(shí)，完全是人工觀測(cè)，必須到測(cè)驗(yàn)斷面，一天至少觀測(cè)兩次水位，多時(shí)可達(dá)十余次，測(cè)站職工在斷面和站房之間往返多趟，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力?，F(xiàn)在觀測(cè)水位時(shí)，由超聲波水位計(jì)采集水位數(shù)據(jù)，在站房計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出來，直接讀取。用視頻觀測(cè)直立式水尺來校核超聲波水位計(jì)采集的水位數(shù)據(jù)，既快又準(zhǔn)。水溫?cái)?shù)據(jù)也可以在計(jì)算機(jī)幕上顯示出來，直接讀取。

以往施測(cè)流量是雙索纜車人工測(cè)流，測(cè)一份流量長達(dá)2個(gè)多小時(shí)，由于水位—流量沒有關(guān)系，每天都得測(cè)流，勞動(dòng)強(qiáng)度大。現(xiàn)在測(cè)流，通過站房的計(jì)算機(jī)連接斷面的ADCP測(cè)硫儀探頭，輸入測(cè)流參數(shù)后，只用2分多種的時(shí)間就測(cè)出一份流量，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。

(2)計(jì)算的快速性:現(xiàn)在水位通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算，流量在實(shí)測(cè)完成后，計(jì)算機(jī)也自動(dòng)計(jì)算出成果，不需要人工再次計(jì)算，減少了差錯(cuò)率。

(3)成果的準(zhǔn)確性:自動(dòng)采集的水位與人工觀測(cè)的水位進(jìn)行對(duì)比，最大誤差為4 cm。流量是根據(jù)ADCP自動(dòng)采集入庫，目前所用該儀器采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)全部入庫，并按要求完成了相應(yīng)的計(jì)算。降水、氣溫、水溫等水文要素，自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)與人工觀測(cè)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過對(duì)比，都在允許誤差范圍之內(nèi)，達(dá)到了精度要求。只有蒸發(fā)數(shù)據(jù)經(jīng)過對(duì)比，誤差稍大，主要原因是觀測(cè)方法和計(jì)算方法引起的誤差。

(4)測(cè)驗(yàn)的時(shí)效性:現(xiàn)在水位采集可以實(shí)現(xiàn)1分鐘采集一次，流量可以隨時(shí)進(jìn)行施測(cè)，氣象項(xiàng)目和水溫，1小時(shí)采集一次，大大增加了各種水文要素的觀測(cè)密度。同時(shí)還可以自動(dòng)生成報(bào)文，連接到網(wǎng)絡(luò)后，自動(dòng)發(fā)送。

4 結(jié)語

通過試運(yùn)行，他什店水文站數(shù)字化改造工程較好的解決了技術(shù)難題，在水文站自動(dòng)化建設(shè)方面具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)斷面電源的遠(yuǎn)程控制。

(2)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)斷面ADCP遠(yuǎn)程控制。

(3)實(shí)現(xiàn)了水情報(bào)文自動(dòng)生成和多路徑數(shù)據(jù)傳輸。

他什店水文站數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行后，單人在站就可以進(jìn)行多參數(shù)觀測(cè)。數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在水文站的應(yīng)用，不僅提高了測(cè)驗(yàn)工作的時(shí)效性、準(zhǔn)確性，減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還提高了生產(chǎn)的安全性。他什店水文站數(shù)字化改造的成功經(jīng)驗(yàn)，為下一步全疆水文站網(wǎng)的數(shù)字化建設(shè)提供了樣板，也為實(shí)現(xiàn)水文現(xiàn)代化打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。