劉敏娜 田美云 曹保前

摘要：現(xiàn)代化水文水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)中，信息技術(shù)的不斷成熟為其提供了良好的基礎(chǔ)。數(shù)字化技術(shù)的有效應(yīng)用，已經(jīng)成為水資源監(jiān)測(cè)模式發(fā)展的必然趨勢(shì)。將水文監(jiān)測(cè)與數(shù)字化信息技術(shù)有機(jī)融合，通過(guò)傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法與現(xiàn)代化科技的相互結(jié)合，進(jìn)一步提高水資源監(jiān)測(cè)的質(zhì)量及效率。本文主要對(duì)數(shù)字化水文水資源監(jiān)測(cè)模式的結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行分析，為全面提升水文勘測(cè)工作效率提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;水文水資源;監(jiān)測(cè)模式;

引言：信息技術(shù)發(fā)展下水資源監(jiān)測(cè)工作正在向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、科學(xué)化方向轉(zhuǎn)型，推動(dòng)了數(shù)字化監(jiān)測(cè)模式的監(jiān)理進(jìn)度。水資源監(jiān)測(cè)對(duì)人類開(kāi)發(fā)水文資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境都有著深遠(yuǎn)的意義，因此需要不斷創(chuàng)新監(jiān)測(cè)技術(shù)、完善監(jiān)測(cè)功能、深入運(yùn)用高新科技手段、引進(jìn)先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備以及軟件系統(tǒng)，為水文監(jiān)測(cè)的數(shù)字化建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。

1、數(shù)字化水文水資源監(jiān)測(cè)概述

數(shù)字化水文水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成部分有傳感器、主控制器、通信模塊，這一系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、高效采集、處理和傳輸各項(xiàng)水文數(shù)據(jù)，為水資源管理、防汛抗旱工作提供數(shù)據(jù)支持。通過(guò)分析水文水資源監(jiān)測(cè)工作的實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)了很多發(fā)展不平衡的問(wèn)題，具體體現(xiàn)在水資源短缺、水環(huán)境污染、洪澇災(zāi)害等方面，直接影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生產(chǎn)生活。因此，水利部門必須做好水資源開(kāi)發(fā)、利用和管理工作，有效提升水資源監(jiān)測(cè)質(zhì)量?，F(xiàn)階段，數(shù)字化水文水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能日益完善，應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)水情變化及趨勢(shì)，這樣水利管理部門就能夠準(zhǔn)確預(yù)判水資源情況，及時(shí)預(yù)防用水安全風(fēng)險(xiǎn)，避免因旱澇災(zāi)害帶來(lái)的不利影響。

2、 數(shù)字化水文水資源監(jiān)測(cè)模式結(jié)構(gòu)

2.1 傳感器

傳感器設(shè)備主要是采集水文水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。常用的2種傳感器分別是雨量傳感器和水位傳感器。降雨量是水文計(jì)算中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過(guò)分析各個(gè)區(qū)域的歷史降雨資料，可以判斷未來(lái)的水情變化情況，這樣管理部門就能夠提前防范旱澇災(zāi)害。雨量計(jì)是雨量傳感器的重要組成部分，翻斗式雨量計(jì)最為常用，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)算準(zhǔn)確、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。在水利行業(yè)的農(nóng)田灌溉、水庫(kù)、湖泊管理工作中，水位資料應(yīng)用范圍比較廣泛，水利部門可以根據(jù)水位資料，合理選擇灌區(qū)的灌溉方式，針對(duì)調(diào)水、排水的情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷?，F(xiàn)階段，水利部門普遍應(yīng)用自動(dòng)化水位傳感器，如浮子水位計(jì)、激光水位計(jì)等，現(xiàn)已取代了傳統(tǒng)的人工觀測(cè)水尺讀數(shù)方式。

2.2 主控制器

在數(shù)字化水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，主控制器是其中的重要結(jié)構(gòu)，其性能直接決定著系統(tǒng)的整體性能，主控制器可以和其他模塊進(jìn)行有效連接，及時(shí)處理分析、儲(chǔ)存各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料，隨后將ADC/DAC在微型處理器中，為數(shù)據(jù)量形式變換提供支持。例如，水利部門利用ADC技術(shù)放大信號(hào)，能夠擴(kuò)大微弱降雨量數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，還可以在主控制器中整合多個(gè)I/O端口，為系統(tǒng)升級(jí)提供便利，滿足擴(kuò)充的實(shí)際要求，延長(zhǎng)微處理器的使用年限。

2.3 通信模塊

數(shù)據(jù)傳輸形式主要分成2種，分別是有線傳輸和無(wú)線傳輸。無(wú)線傳輸在現(xiàn)代數(shù)字水文水資源監(jiān)測(cè)中得到了有效應(yīng)用。不受地形、自然環(huán)境的影響，無(wú)線傳輸模塊類型比較多，很多都是GPRS通信，運(yùn)輸速度比較快，具有很強(qiáng)的兼容性，無(wú)須投入大量成本作為支持。通過(guò)選擇通信模式，提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體性，能源消耗量少，滿足了水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)要求。

2.4 電源模塊

通常情況下，水文水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置在戶外，電纜線架設(shè)所需成本比較高。為了有效解決工程難題，減少成本的投入，水利部門會(huì)使用太陽(yáng)能蓄電池供電，通過(guò)分析電壓、容量、溫度等各項(xiàng)指標(biāo)，其能夠在潮濕環(huán)境中運(yùn)行，這時(shí)可以選擇密封鉛酸蓄電池。除此之外，戶外工作對(duì)蓄電池設(shè)備供電持久性提出了嚴(yán)格要求，減少了電能消耗量，實(shí)行分區(qū)管理模式，確保其在陰雨環(huán)境中能正常運(yùn)行，提供可靠的電力能源支持。

3、實(shí)現(xiàn)數(shù)字化水文水資源監(jiān)測(cè)的措施

3.1健全大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)期間需要不斷強(qiáng)化不同水環(huán)境地區(qū)的功能劃分，從而保證水環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)能夠達(dá)到各個(gè)不同行政區(qū)劃的標(biāo)準(zhǔn)，與此同時(shí)，要不斷強(qiáng)化地下水的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，把控監(jiān)測(cè)每個(gè)不同的行政區(qū)域取水量以及用水量的標(biāo)準(zhǔn)等。構(gòu)建更加完善的水環(huán)境保護(hù)生態(tài)數(shù)字化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)化實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)操作，方便員工可以更快掌握，且知曉水環(huán)境的現(xiàn)況以及對(duì)湖泊水域等各個(gè)方面的影響。

3.2防加強(qiáng)汛數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

水文水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感器、控制器和通信模塊，針對(duì)降雨情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集更多的水文數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行處理，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸給水利部門，根據(jù)水文變化情況進(jìn)行判斷、分析，采取相應(yīng)的措施予以處理，如針對(duì)河流湖泊水位高于警戒水位的情況進(jìn)行監(jiān)視，利用水文資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，在上游河流有大規(guī)模、連續(xù)降雨的情況下，提前做好防汛準(zhǔn)備工作，還可以打開(kāi)湖泊閘口，提前做好洪水預(yù)防工作，減少洪水災(zāi)情問(wèn)題的出現(xiàn)。

3.3建立水文監(jiān)測(cè)平臺(tái)

目前，很多水利部門建立了水文信息管理平臺(tái)，這一平臺(tái)針對(duì)水文資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)展，能夠確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的充分利用。同時(shí)，水文信息管理平臺(tái)可以做好上傳水文數(shù)據(jù)的二次處理工作，為人員管理、數(shù)據(jù)使用提供了支持，實(shí)現(xiàn)信息查詢功能，以滿足用戶對(duì)信息的各項(xiàng)需求。除此之外，水文信息管理平臺(tái)具有防洪報(bào)警功能，能夠事先報(bào)警，及時(shí)做出反應(yīng)，提高突發(fā)事件反應(yīng)能力，確保汛期的安全性。并且管理平臺(tái)能夠支持用戶信息驗(yàn)證、記錄，基礎(chǔ)資料模塊能夠綜合查詢當(dāng)?shù)厮畮?kù)、河流湖泊的數(shù)據(jù)和資料，以滿足人民群眾的資料查詢需求，及時(shí)添加、刪減、修改各項(xiàng)信息。

3.4共享水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

數(shù)字化水文水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有信息發(fā)布系統(tǒng)，利用網(wǎng)頁(yè)制作技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)布各項(xiàng)水文信息，用戶利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分了解當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，建立水文水資源監(jiān)控App，及時(shí)公布水利情況，有效地傳播各項(xiàng)數(shù)據(jù)，提高水文水資源監(jiān)測(cè)的整體質(zhì)量。

總結(jié)：數(shù)字化水文水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有利于提高信息采集的準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性，促使防汛抗旱信息量有所增加，將采集水情信息共享到互聯(lián)網(wǎng)中，通過(guò)應(yīng)用水情信息采集系統(tǒng)數(shù)字化優(yōu)勢(shì)，為防汛抗旱指揮、調(diào)度提供數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，水文水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還能夠利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，向人民群眾發(fā)布實(shí)時(shí)的水情、雨情信息，提高人民群眾的防災(zāi)意識(shí)，減少旱澇災(zāi)害帶來(lái)的不必要損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅奕珊. 水資源保護(hù)監(jiān)測(cè)中存在問(wèn)題及對(duì)策研討[J]. 資源節(jié)約與環(huán)保， 2019（11）.

[2]詹忠華.人類活動(dòng)對(duì)水文水資源的影響分析[J].河南科技，2019（04）：106-108.

[3]劉迎.水文水資源監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀及解決對(duì)策[J].河南科技，2019（04）：97-99.