謝文奇

(遼寧省本溪市水文局，遼寧 本溪 117000)

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遼寧本溪水文遙測系統(tǒng)建設及其應用分析

謝文奇

(遼寧省本溪市水文局，遼寧 本溪 117000)

遙測技術是一種將通訊技術和傳感技術結合起來的技術。在水文信息監(jiān)測方面運用該技術可實現(xiàn)水文信息實時監(jiān)測和傳輸，在防汛減災方面發(fā)揮重要作用。遼寧省本溪市開展水文遙測系統(tǒng)建設工作，應用遙測技術與自動化技術進行實用、高效和可靠的水情測報系統(tǒng)的建設，從系統(tǒng)應用效果看，其雨量遙測精度能夠達到90%左右，可以滿足該地區(qū)防汛及水文工作開展需求，為人民群眾財產安全提供保障，使地區(qū)經濟及社會穩(wěn)定和諧發(fā)展。

遼寧本溪；水文遙測系統(tǒng)；建設；應用

所謂的遙測技術，其實就是將通訊技術和傳感技術結合起來的一種技術。目前，可以采用的遙測技術包含有線和無線兩種，前者需要借助光纜等介質進行信號傳輸，后者可利用電磁波和光波等無形介質進行信號傳輸。在水文信息監(jiān)測方面運用該技術，則能夠實現(xiàn)水文信息的實時監(jiān)測和傳輸，從而為防汛減災工作的開展提供更多科學數(shù)據(jù)。

1 水文遙測系統(tǒng)建設概況

1.1 建設目標

從近年來遼寧本溪的防洪調度實踐工作情況來看，原本的防汛水情測報系統(tǒng)存在時效性差和自動化水平低的問題，無法滿足該地區(qū)的防洪需求。針對這一情況，遼寧省本溪市開始利用遙測技術進行水情自動測報系統(tǒng)的建設，以滿足該地區(qū)防汛救災指揮要求。從建設目標上來看，需要完成先進、高效和實用水情采集系統(tǒng)的建設，以便為各級防汛部門提供及時、準確的水情信息，進而為各地開展防洪調度、搶險救災等工作提供科學依據(jù)。其次，還應利用遙測技術實現(xiàn)基層報汛站測報手段的改善，從而使信息采集點到市防分中心的通信水平得到提高，進而實現(xiàn)防汛信息的及時傳遞[1]。此外，還應加快分中心計算機局域網(wǎng)建設，以實現(xiàn)各級防汛部門的信息共享，進而使水情信息的收集速度和質量得到提高。

1.2 建設原則

在建設遼寧本溪水文遙測系統(tǒng)時，還應遵循相應的原則。首先，還應遵循經濟原則，即在完成可靠、穩(wěn)定系統(tǒng)建設的同時，盡量減少系統(tǒng)建設成本。在基站建設中，還應優(yōu)先采用GPRS和GSM數(shù)據(jù)通訊手段，然后考慮使用電話傳輸和微波通信等手段，最后考慮使用衛(wèi)星通信手段。其次，應遵循專用網(wǎng)和公用網(wǎng)結合的原則，以實現(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)絡資源的充分利用。具體來講，就是在傳輸水情方面對移動數(shù)據(jù)公用網(wǎng)進行充分利用，避免重復進行通信網(wǎng)絡建設[2]。在全市水情信息傳輸方面，可以利用無線通信方式，并建立備用信道，如有線通信和衛(wèi)星通信。再者，還應遵循先進、實用和可靠原則，結合各報汛站實際情況和重要程度采用不同通信方式，并對現(xiàn)有遙測信息資源進行充分利用。而針對重要報訊站，還應同時配備GPRS、衛(wèi)星和有線通信設備。

1.3 系統(tǒng)構成

如圖1所示，遼寧本溪建設的遙測系統(tǒng)由多個遙測站和1個水情中心站構成。而該系統(tǒng)是在原本的水資源優(yōu)化調度系統(tǒng)的基礎上改造而成的，部分站選用了南京水文水利自動化研究所研制的YDH-1A型端機，部分使用了YAC-9900型端機。系統(tǒng)中的設備裝置包含傳感器、接收控制裝置、通信設施等，能夠用于進行水文資料的收集、存儲和整理。應用遙測技術，系統(tǒng)則能實現(xiàn)水文信息的遠距離采集和傳輸。而應用自動化技術，系統(tǒng)則能具有一定實時性、自動化和聯(lián)機性特點，所以能夠滿足系統(tǒng)的建設要求。在系統(tǒng)運行的過程中，遙測站通常處在待命狀態(tài)。在接受到來自中心的信息指令后，才會將相應設備開啟，并向中心傳輸存儲時段的實時數(shù)據(jù)和累計數(shù)據(jù)[3]。而中心則會定期進行巡測，遇到疑問則會進行查詢修正指令的發(fā)送。在接收到遙測站的數(shù)據(jù)后，中心站會對數(shù)據(jù)進行解碼、處理和存儲，并按照用戶需求進行相應圖文、報表的形成，以供用戶隨時查詢。

2 遼寧本溪水文遙測系統(tǒng)的應用分析

從遼寧本溪水文遙測系統(tǒng)的應用情況來看，通過對過去測報設備和設施進行了系統(tǒng)改造，水文遙測系統(tǒng)已經能夠實現(xiàn)水情信息的全面采集、傳輸和處理。在系統(tǒng)運行期間，各遙測站都能進行水文情況的及時顯示，各中心也能及時進行降水量的統(tǒng)計和信息發(fā)布，從而使各項水文工作都能得到有效銜接，繼而使遼寧本溪地區(qū)的水情監(jiān)測工作取得了質的飛躍。

2.1 在雨情監(jiān)測中的應用

在遼寧本溪地區(qū)的雨情監(jiān)測方面，水文遙測系統(tǒng)能夠實現(xiàn)雨量和部分站水位的實時自動觀測，并進行長期固態(tài)存儲，從而使過去人工觀測和記錄的局面得到了改善。自系統(tǒng)運行以來，遼寧本溪地區(qū)的雨情監(jiān)測逐漸實現(xiàn)了無人值守，從而使觀測員責任心不強和技術水平低而導致的錯報漏報問題得到了解決。在水文數(shù)據(jù)和降雨量傳輸方面，應用該系統(tǒng)還實現(xiàn)了自動傳輸。在雨情測量方面，有0.2、0.5和1 mm三種精度，可以根據(jù)雨情實際情況進行精度選擇。如下表1所示，為遼寧部分城市防汛中心遙測與人工雨量絕對誤差分析結果[4]。其中，本溪地區(qū)各站最大誤差最小，逐日平均誤差也相對較小。從觀測站6-8月降雨總雨量測量情況來看，6月份誤差均小于10%，7月份誤差小于10%的占87%，8月份占79%，三個月平均測量精度能達到90%左右，能夠滿足雨情監(jiān)測需求。

圖1 遼寧本溪水文測報系統(tǒng)結構示意圖

城市逐日平均誤差各站最小誤差各站最大誤差沈陽7.6023.3本溪8.5011.3鞍山9.4016.4丹東14.1024.1

2.2 在洪水預報中的應用

在遼寧本溪的防汛工作中，水文遙測系統(tǒng)的應用發(fā)揮了重要的作用。在過去十年時間里，該系統(tǒng)都能在大暴雨發(fā)生時進行各流域與河流河網(wǎng)水位上升情況的及時反映，并將信息提供各地級防汛辦公室。而結合這些信息實現(xiàn)洪水調度，則使得遼寧本溪的洪災損失得到了有效減小。2010年，遼寧本溪地區(qū)遭遇6次強降雨，各流域均發(fā)生了較大洪水[5]。正是由于水文遙測系統(tǒng)能夠在不到30 min完成流于雨情和水情的全面收集，并及時顯示雨情變化，才為本溪地區(qū)實施防汛調度贏得了大量時間，繼而實現(xiàn)了洪澇災害的有效預防和救助。在各級部門的防汛會商中，水文遙測系統(tǒng)也發(fā)揮了提供第一手資料的作用，從而為防汛調度工作的開展帶來了更為科學的依據(jù)，進而為遼寧本溪地區(qū)帶來了一定的經濟效益和社會效益。

2.3 在水情服務中的應用

在水情服務方面，應用水文遙測系統(tǒng)可以實現(xiàn)水情報訊和整編。在過去，遼寧本溪的水文部門需要花費大量的人力和物力開展水情報訊和整編工作。自水文遙測系統(tǒng)投入運行以來，水文工作人員則不需要在開展繁復的野外環(huán)境作業(yè)，而是可以應用系統(tǒng)進行水情報訊和資料整理、測驗。而系統(tǒng)的應用不僅能夠使人力資源成本得到有效節(jié)約，還為資料質量提供了保障。在實際開展報訊工作時，工作人員可以使用水情編碼器進行任務設定，并利用軟件在數(shù)據(jù)庫中完成需要的數(shù)據(jù)信息的搜索[6]。在資料整編方面，則可以利用系統(tǒng)采取的水位數(shù)據(jù)和雨量數(shù)據(jù)進行直接編輯，并利用系統(tǒng)軟件進行匯編計算。

2.4 應用問題及解決對策

經過多年運行，遼寧本溪水文遙測系統(tǒng)也暴露了一些問題，還需要得到持續(xù)改進。首先，各遙測站采用的GPRS后模塊采取的是全天工作模式，相較于之前的短信方式，將產生大量功耗，并且容易導致蓄電池出現(xiàn)虧電報停問題。針對這一情況，短期內還要通過經常充電避免問題的發(fā)生。而從長遠角度來看，還要進行GPRS模塊工作狀態(tài)的修改，將其改為每隔2 min或5 min進行一次測報，其余時間則處在休眠狀態(tài)，從而在減少系統(tǒng)功耗的同時，降低系統(tǒng)對蓄電池的高容量要求。其次，目前遼寧本溪水文遙測系統(tǒng)存在部分設備不穩(wěn)定的情況，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)跳變問題[7]。針對這一情況，短期內還要通過人工監(jiān)視的方式進行跳變數(shù)據(jù)刪除。而從長期發(fā)展角度來看，還要對系統(tǒng)進行全面檢修和維護升級，以便使設備的性能得到改善。

3 結語

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，應用遙測技術建設水文測報系統(tǒng)能夠實現(xiàn)雨量信息的迅速采集，并且具有較高的測量精度，能夠為防汛調度和水情分析提供科學數(shù)據(jù)依據(jù)。因此，各地還應加強水文遙測系統(tǒng)的建設，以便在更好的開展防汛救險工作的同時，為人們的生命財產安全提供更多的保障，進而使地區(qū)經濟及社會保持穩(wěn)定發(fā)展。

[1]常禹,吳家祺,陶玨輝.太湖流域水文遙測系統(tǒng)共享服務軟件的設計與實現(xiàn)[J].水電自動化與大壩監(jiān)測.2011,01:67-68+79.

[2]徐鳳琴,肇鑫,徐敏.遼寧水文遙測系統(tǒng)建設及其應用[J].氣象水文海洋儀器.2011,02:65-67+70.

[3]葉新明,楊麗萍.德宏水文遙測系統(tǒng)綜合運用[J].水文.2010,06:50-52+49.

[4]吳金寧,邵飛燕.水文遙測系統(tǒng)運行管理的實踐與探索[J].水利信息化.2016,02:61-63+68.

[5]鐘建坤,曾文波,周永福.遙測技術發(fā)展及其在水文測報系統(tǒng)中的運用芻議[J].無線互聯(lián)科技.2016,09:143-145.

[6]武欽萍.水文遙測系統(tǒng)的應用技術分析思考[J].湖南農機.2014,01:48-49.

[7]華晨.對水文遙測系統(tǒng)的分析[J].黑龍江水利科技.2013,06:166-168.

2016-12-29

謝文奇(1980-)，男，遼寧本溪人，工程師，主要從事水文遙測工作。

P333.9

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1004-1184(2017)02-0111-02