【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對于河道大水時(shí)的防洪排澇與平水時(shí)抗旱灌溉水平的要求日益提高，在進(jìn)行河道防汛抗旱的過程中，水位流量實(shí)時(shí)監(jiān)測起到非常重要的角色。水位流量監(jiān)測與應(yīng)用不僅能夠?qū)崟r(shí)掌握河道和閘壩的洪水變化過程及時(shí)分洪排澇減少洪澇災(zāi)害帶來的人民生命財(cái)產(chǎn)損失，還可以在平水時(shí)掌握劑量灌溉促進(jìn)灌溉節(jié)水，是提高農(nóng)作物生產(chǎn)效率的重要保證條件，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)科學(xué)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，促進(jìn)我國實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

【關(guān)鍵詞】水位流量監(jiān)測；應(yīng)用；現(xiàn)代化

前言

在當(dāng)今的水位流量監(jiān)測當(dāng)中，水位流量關(guān)系曲線是水位流量監(jiān)測的重要工具，通過水位流量關(guān)系曲線對流量資料進(jìn)行整編處理，根據(jù)實(shí)際測量的流量與相應(yīng)的水位，并且應(yīng)用一定的實(shí)力規(guī)律定出水位流量關(guān)系曲線，同時(shí)通過水位流量關(guān)系曲線確定各種流量特征值，實(shí)現(xiàn)對于水位流量的監(jiān)測，通過各種監(jiān)測指標(biāo)，來實(shí)現(xiàn)對于水位流量的各種應(yīng)用。

1、準(zhǔn)備流量監(jiān)測系統(tǒng)的特點(diǎn)

對于水位流量監(jiān)測系統(tǒng)大多數(shù)是由一個(gè)監(jiān)測中心并且結(jié)合多個(gè)水位流量檢測站組成。其中水位流量監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)中最重要的組成部分是工業(yè)控制機(jī)，數(shù)據(jù)采集器以及流量計(jì)算軟件等組成。在水位流量監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)中的最基本組成設(shè)備有水位流量傳感器，超聲波流量計(jì)，GPRS通信模塊，和數(shù)據(jù)顯示儀等硬件組成設(shè)備?？傮w來說，水位流量監(jiān)測系統(tǒng)可以利用安裝在河道和灌溉現(xiàn)場的水位傳感器，超聲波流量計(jì)等不同監(jiān)測的傳感器，將物理水位，流速，土壤含水量等轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)信號，使得標(biāo)準(zhǔn)信號接入到顯示儀器當(dāng)中，轉(zhuǎn)化成物理量的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)對于水位流量的監(jiān)測。

1.1 對于水位流量監(jiān)測的遠(yuǎn)程控制。在以前的閘壩管理站，閘門控制系統(tǒng)相對落后，大多數(shù)是人工觀測的水位流量數(shù)據(jù)來人工操作啟閉機(jī)控制閘門升降為主，現(xiàn)如今已實(shí)現(xiàn)了依據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測的水位流量數(shù)據(jù)在電腦上直接操作完成閘門的升降省時(shí)省力。以前用于抗旱的灌溉系統(tǒng)相對落后，大多數(shù)是以閥門管道灌溉為主，以人力電動(dòng)為主。但是當(dāng)今的灌溉區(qū)不論大小，都實(shí)現(xiàn)了以監(jiān)測控制中心作為主要潮流的控制系統(tǒng)。只需要工業(yè)作業(yè)人員點(diǎn)點(diǎn)鍵盤和鼠標(biāo)就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的控制，并且，控制系統(tǒng)能夠根據(jù)采集的水位流量信息來控制開關(guān)閥門的相應(yīng)開度，實(shí)現(xiàn)智能化控制。

1.2 水位流量曲線的進(jìn)化。隨著科技的快速發(fā)展，水位流量曲線從以往的手工率定逐漸的轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)今的計(jì)算機(jī)輔助率定，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)備流量曲線的方便化，科學(xué)化，快捷化和準(zhǔn)確化發(fā)展，并且通過大多數(shù)水文工作者的嚴(yán)密探討，實(shí)現(xiàn)水位流量曲線現(xiàn)代化高速發(fā)展，也是當(dāng)今現(xiàn)代化社會優(yōu)勝劣汰的自然選擇。在計(jì)算機(jī)輔助率定發(fā)展過程當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了水位流量關(guān)系曲線從復(fù)雜到簡單的發(fā)展歷程，從剛開始簡單的借助excel表格你定水位流量過程線，到如今的通過數(shù)學(xué)模型表達(dá)式表示出水位流量關(guān)系曲線，從而進(jìn)化到系統(tǒng)與軟件的高級應(yīng)用。水位流量關(guān)系曲線計(jì)算機(jī)輔助率定首先在應(yīng)用上是延續(xù)了手工工作的思路和方法，以此作為基礎(chǔ)結(jié)合計(jì)算機(jī)快速計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)，從而達(dá)到減輕工作量并且減少人工錯(cuò)誤等目的。下面就讓我們充分的了解一下幾種計(jì)算機(jī)輔助率定水位流量關(guān)系曲線的方法。

2、最開始的用excel進(jìn)行線性回歸的方法

2.1 在剛開始的利用計(jì)算機(jī)輔助率定水位流量關(guān)系曲線時(shí)，采用的就是excel中線性回歸的功能，對于起初的簡單數(shù)據(jù)利用這一方法是非常有效的，利用這一功能，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行單獨(dú)的整合，便于對于數(shù)據(jù)的綜合管理。excel就是人工摘錄節(jié)點(diǎn)輸入，利用這一方法進(jìn)行水位流量關(guān)系曲線，大大節(jié)省了推算流量的計(jì)算時(shí)間，減少了人為誤差。

2.2 SKED水位流量關(guān)系曲線定線。SKED技術(shù)是德國KISTERS公司研制出繪制準(zhǔn)備流量關(guān)系曲線的產(chǎn)品，他的出現(xiàn)為水文環(huán)境信息管理系統(tǒng)做出了突出的貢獻(xiàn)，該系統(tǒng)不光能夠?qū)λ涣髁窟M(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，并且能夠?qū)λ?，流量，含沙量，蒸發(fā)量和降雨量等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全方位的監(jiān)測，SKED水位流量監(jiān)測系統(tǒng)對于輸入該系統(tǒng)的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行流量關(guān)系曲線的生成和檢測，該系統(tǒng)填補(bǔ)了國內(nèi)原先沒有對流量推流處理的過程，為水流量關(guān)系曲線取得了突破性的進(jìn)步。

簡單來說SKED系統(tǒng)就是水位流量關(guān)系曲線的編輯器，它能夠?qū)崿F(xiàn)多種關(guān)系曲線模型的編輯，但是該系統(tǒng)能夠?qū)Χ喾N曲線進(jìn)行比選，從而選出最優(yōu)結(jié)果。經(jīng)過驗(yàn)證該系統(tǒng)符合手工訂線的要求，具有極大的靈活性可應(yīng)用價(jià)值。

3、如何利用水位流量檢測數(shù)據(jù)

在進(jìn)行水位流量關(guān)系曲線的繪制中，所得到的關(guān)系圖有的是穩(wěn)定的，有的是不穩(wěn)定的。從而對水位流量曲線的推流計(jì)算，得知將來的水位，進(jìn)而得到進(jìn)行防汛水位，閘壩電站下游水位。

3.1 穩(wěn)定的水位流量關(guān)系曲線。在較長的時(shí)期內(nèi)，水位流量關(guān)系曲線呈密集分布，可用一條單一曲線來表示，這樣得到的水位流量關(guān)系曲線是穩(wěn)定的。對于穩(wěn)定的水位流量關(guān)系曲線判定可從以下條件得知，首先從斷面面積和粗糙率等水利因素必須保持不變，其次在同一水位時(shí)，上述各種數(shù)據(jù)雖然有較小范圍的變化，但對于水位流量關(guān)系的影響可以通過相互補(bǔ)償來彌補(bǔ)，這樣得到的水位流量關(guān)系曲線就會成為一條單一的曲線，從而達(dá)到穩(wěn)定。

3.2 不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系曲線。不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系指的是受一種或幾種因素影響，所得到的實(shí)際測量的流量與相應(yīng)的水位點(diǎn)據(jù)不能夠呈現(xiàn)密集的帶狀分布，從而不能用一條單一的曲線進(jìn)行表示。這樣得到的水位流量關(guān)系曲線在同一水位當(dāng)中有多個(gè)對應(yīng)的流量，這樣得到的水位關(guān)系流量曲線不穩(wěn)定。引起這種不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系曲線的因素有以下幾方面：

3.2.1 河床中的淤泥。河床當(dāng)中的淤泥堆積，使得同水位斷面面積發(fā)生顯著的變化，從而影響流量，尤其是在多沙的河段當(dāng)中，這種影響尤為劇烈。

3.2.2 洪水的漲落。洪水的漲落也是影響水位流量關(guān)系曲線主要因素，在漲水與落水階段，河道水面的比降不同，并且導(dǎo)致流速不同，從而使得同水位下的流量不同，導(dǎo)致水位流量的不穩(wěn)定。

3.2.3 變動(dòng)回水。在河流的中下游合水區(qū)的水位往往受到支流匯合和閘門開啟關(guān)閉的影響，這就會使得水面比較發(fā)生明顯的變化，從而導(dǎo)致水位流量關(guān)系的不穩(wěn)定。在冬季，由于結(jié)冰的影響也會影響水位流量的穩(wěn)定性。

4、結(jié)語

總之，做好水位流量的監(jiān)測工作，能夠?qū)崿F(xiàn)，對于水位流量的最大化利用，是滿足我國實(shí)現(xiàn)國家可持續(xù)發(fā)展，一項(xiàng)惠國惠民的大政策。

參考文獻(xiàn)：

[1]周瑞學(xué).用excel建立水位與流量關(guān)系曲線和數(shù)學(xué)模型[J].黑龍江水利科技，2006.