田慧子 李怡文
【摘要】水文遙測終端機作為水情預(yù)報的重要設(shè)備,其主要組成部分包括:數(shù)據(jù)傳感器模塊、無線通信模塊、電源模塊等。水文遙測終端技術(shù)是一種無線電數(shù)字通信為基礎(chǔ)的自動遠(yuǎn)距離監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)平臺,其在水情預(yù)報中的廣泛應(yīng)用,可有效降低監(jiān)測難度,提升水文監(jiān)測水平。基于此,本文闡述了水情預(yù)報工作的重要性以及水情預(yù)報中水文遙測終端技術(shù)應(yīng)用的主要作用,對水文遙測終端技術(shù)的應(yīng)用及其在水情預(yù)報中的應(yīng)用進行了探討分析。
【關(guān)鍵詞】水情預(yù)報;重要性;水文遙測終端技術(shù);應(yīng)用;作用
水情預(yù)報中的水文遙測系統(tǒng)的運用可將準(zhǔn)確的信息及時傳遞給水利部門,提高了水利相關(guān)部門的管理水平以及有效提升了汛期通訊速率。以下就水情預(yù)報中水文遙測終端技術(shù)的應(yīng)用進行了探討分析。
1、水情預(yù)報工作的重要性
水情預(yù)報工作是水文工作的重要組成部分,是防汛抗旱的重要耳目和做出防汛抗旱決策的重要依據(jù)。近年來,水情預(yù)報在我國的防汛抗旱工作中正在發(fā)揮著越來越重要的作用,其所帶來的社會經(jīng)濟效益也愈加的顯著。但從目前情況來看,我國在水情預(yù)報工作上的經(jīng)費投入不足,部分水文站水文測報設(shè)施落后,測洪能力偏低,給我國的防汛抗旱工作帶來了很大的影響。長期以來受我國獨特的地形、地貌和氣候的影響,水旱災(zāi)害成為我國最主要的自然災(zāi)害,給我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的生命財產(chǎn)安全帶來了很大的影響。而水情預(yù)報技術(shù)的應(yīng)用作為抗災(zāi)減災(zāi)最重要的非工程措施,可以說是我國進行防汛抗旱工作的重要依據(jù)。
水情預(yù)報工作的好壞,技術(shù)水平和服務(wù)質(zhì)量的高低對于防汛抗旱工作有著最直接的影響,其不僅關(guān)系到我國的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),更關(guān)系到廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全,因此加強對水情預(yù)報的研究具有重要意義。
2、水情預(yù)報中水文遙測終端技術(shù)應(yīng)用的主要作用
水情預(yù)報中水文遙測終端技術(shù)應(yīng)用的作用主要有:(1) 自動采集水文數(shù)據(jù)。水位、降雨量等都屬于水情數(shù)據(jù)自動采集的水文要素。水文遙測終端可自動采集多種水文數(shù)據(jù),并利用通信終端向中心站發(fā)送全部數(shù)據(jù),以此,在中心站進行統(tǒng)一處理與統(tǒng)計工作。在規(guī)定條件與時間內(nèi),可選用數(shù)據(jù)收集的月平均暢通率與數(shù)據(jù)處理作業(yè)完成率對水文遙測系統(tǒng)可靠性進行分析。(2)主動查詢水文數(shù)據(jù)。指令由水文監(jiān)控中心發(fā)出,對全部遠(yuǎn)端測站或某個指定遠(yuǎn)端測站采集水文數(shù)據(jù)或進行數(shù)據(jù)回傳。水文召測規(guī)定,遙測終端機向水位計主動發(fā)送詢測水文命令,在水位信息獲取后,應(yīng)及時向中心站進行上報。要求10s內(nèi)上報當(dāng)前水位情況,在水位數(shù)據(jù)查詢過程中,必須對中心水位存儲數(shù)據(jù)信息進行調(diào)取。(3)遠(yuǎn)程監(jiān)測站遙控及狀態(tài)查詢。利用設(shè)置程序,有關(guān)指令可由水情監(jiān)控中心發(fā)出,并進行遠(yuǎn)端測站部分功能地關(guān)閉與激活,如水位測量關(guān)閉等。同時指令也可由數(shù)據(jù)控制中心發(fā)出,規(guī)定遠(yuǎn)端測站必須回轉(zhuǎn)當(dāng)前所在地工作具體信息,以此實現(xiàn)全面監(jiān)控的目標(biāo)。中心可利用命令進行遙測終端信息的獲取,如存在誤差,可進行改正。
3、水文遙測終端技術(shù)的應(yīng)用分析
水文遙測技術(shù)主要包含了自動控制、無線通訊以及計算機等技術(shù),是目前水文監(jiān)測中較為高端的技術(shù)系統(tǒng)。而水文遙測終端主要由現(xiàn)場設(shè)備以及控制臺和主控站、中繼站、無線電通訊臺等結(jié)構(gòu)構(gòu)成,通過水文遙測終端水文監(jiān)測部門能夠進行遙控、遙測以及遙信、遙調(diào)等。而通訊技術(shù)是水文遙測技術(shù)的關(guān)鍵,目前使用較多的無線通訊方式主要有四種,即超短波、衛(wèi)星基站以及GPRS、GSM等。
3.1 水文遙測終端應(yīng)用的通信特征
過去廣泛應(yīng)用的VHF超短波通信方式,是將電臺作為中轉(zhuǎn)站進行數(shù)據(jù)的傳播,由于該系統(tǒng)是采用普通的數(shù)據(jù)傳播電臺,所以外界干擾造成了一定的影響,通信速率較低,但誤碼率較高,信號較弱且傳送范圍較小,除這些問題外,超短波通信不可避免電磁干擾,對系統(tǒng)的正常、安全運行造成了困難。當(dāng)前水文遙測的通信方式主要是GSM/GPRS,它的優(yōu)點主要表現(xiàn)為安全性高、可靠性好、穩(wěn)定性強以及運行維護費用低。當(dāng)GSM移動基站出現(xiàn)問題時,信息將被傳送至其他基站,GSM網(wǎng)絡(luò)展現(xiàn)了良好的冗余保護能力,信息發(fā)送的安全性有了保障。GSM無線通信模塊能提供驗證功能,通過短消息檢查無線終端工作是否運行良好,出現(xiàn)故障短消息即發(fā)送失敗,無法進行水文監(jiān)測,這時需要前往現(xiàn)場去檢查。由于GSM網(wǎng)絡(luò)一旦建成除了向支付短信費用外,GSM網(wǎng)絡(luò)不需要維護費用,成本費用大大降低。
3.2 水文遙測終端應(yīng)用的工作原理分析
水文遙測終端在對不同領(lǐng)域水文狀況進行監(jiān)測時主要依賴于雨量感應(yīng)器以及水文遙測設(shè)備,即便沒有工作人員現(xiàn)場監(jiān)測,通過自動感應(yīng)設(shè)備,水位遙測儀能夠針對實際的水位、雨量等進行實時性的全天監(jiān)控,并對不同時間的水位數(shù)據(jù)進行記錄,并將收集記錄的數(shù)據(jù)通過無線通訊系統(tǒng)發(fā)送至遙測站,遙測站遙測終端會將接收到的數(shù)據(jù)儲存起來。雨量感應(yīng)設(shè)備對雨量的測量主要通過上下翻斗的形式進行,在雨量感應(yīng)設(shè)備翻斗中,感應(yīng)彈簧開關(guān)同觸點之間會頻繁接觸,從而提高測量準(zhǔn)確性。在上下翻斗時轉(zhuǎn)換雨量信號,并將降雨量以物理信號的形式儲存至遙測終端。遙測終端使用計算機對收到的雨量數(shù)據(jù)以及水位數(shù)據(jù)進行分析,并以圖表的形式表現(xiàn)出來,從而對水情狀況進行預(yù)報,對水情危機進行及時的預(yù)警,從而進行自然災(zāi)害的防治理。
4、水情預(yù)報中水文遙測終端技術(shù)的應(yīng)用分析
作為水情監(jiān)測過程中一項重要的環(huán)節(jié),水文遙測終端的應(yīng)用是提升抗洪防汛能力的保證,并為監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性起到了關(guān)鍵性的作用,以下結(jié)合案例進行分析。
4.1 案例分析
某監(jiān)測地區(qū)地形為平原地區(qū),其屬于黃淮平原,該監(jiān)測區(qū)域具有豐富的水資源,河流較多,流域范圍廣。其地貌特征是大平小不平,整體地貌平坦,但受外力作用下,致使其具有較大的水資源年際變化,同時,因時空分布不均,導(dǎo)致大量旱澇災(zāi)害的產(chǎn)生,因此對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展造成了極大破壞。合理應(yīng)用水位遙測終端對該地的水文情況進行監(jiān)測,加強對洪澇災(zāi)害的觀測及分析,對于自然災(zāi)害的預(yù)報調(diào)度具有重要作用。
4.2 水文遙測終端的應(yīng)用
水文遙測終端要先和我國的國家防汛指揮系統(tǒng)進行結(jié)合,并且根據(jù)實際情況來設(shè)定中央報汛站,然后,再對遠(yuǎn)距離的水文情況來開展監(jiān)測等工作,使得水文遙測終端能夠?qū)崿F(xiàn)水情監(jiān)控的自動化管理,通過中繼系統(tǒng)對監(jiān)測區(qū)域的水位、雨量等信息進行定時監(jiān)測和收集,并及時的傳輸回終端進行儲存。水文遙測終端最主要的工作就是將監(jiān)測地區(qū)的水位以及雨量的數(shù)據(jù)提供到終端上,后面再由計算機來進行水位等信息的讀取,制定流量關(guān)系曲線等,包括后期的修正以及生成相應(yīng)的水情監(jiān)控報告等都是由計算機系統(tǒng)完成的。除此之外,水文遙測終端所監(jiān)測的區(qū)域即便是發(fā)生了特大的降水情況,也需要其將數(shù)據(jù)及時的記錄并傳回,但這個時候還需要將實時的信息傳送到水文部門,讓水文部門的相關(guān)工作人員能夠及時的數(shù)據(jù)進行分析和預(yù)測,然后工作人員在利用水文遙測終端將數(shù)據(jù)傳送到各個防汛的部門,讓其能夠提前做好防御的措施等。從水文遙測終端的實踐中,我們可以看出其自動化的工作方式不僅節(jié)約了工作的時間,減少了工作人員的工作量,以及降低了人員成本,還提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度,使得工作人員的有效性也被提高了,可以說該系統(tǒng)的應(yīng)用,可對監(jiān)測時間進行大大縮短,并提高水文信息監(jiān)測的精確性,是水情預(yù)報工作順利進行的必備條件。
結(jié)束語:
綜上所述,水資源保護是水情預(yù)報監(jiān)測的出發(fā)點,在水文遙測終端技術(shù)應(yīng)用于水情預(yù)報中,要求相關(guān)部門必須嚴(yán)格遵循相關(guān)監(jiān)控規(guī)定,實施切實可行的措施,對水情實際情況進行準(zhǔn)確預(yù)報,降低災(zāi)害影響能力,從而推動社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
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