自動化技術在水文監測方面的運用

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摘要：主要圍繞新疆地區水文監測工作展開，分析探討在該地區水文監測工作開展過程中自動化技術的應用狀況，并且對該技術在水文監測中的應用前景等進行分析探討。

關鍵詞：自動化技術；水文監測；應用

隨著科學技術發展，自動化技術在社會生活中的應用越來越廣泛，自動化技術應用中一個十分重要的方面就是水文監測。在水文監測工作中需要監控眾多水位點，并且將這些數據實時傳輸給數據管理中心[1]。由于水文監測點數量比較多，而且相對比較分散，特別是新疆地區由于自然環境比較惡劣，這也在很大程度上增加了水文監測工作開展過程中的難度。以往采用的電話線進行數據傳遞不僅會大幅度增加監測成本，同時使用該技術進行傳遞效果也并不理想?，F在，水文監測部門最主要的信息傳遞工具是GPRS無線網絡，通過GPRS無線網絡能夠及時將相關監測點所監測到的數據或報警信息向后方的水文監測數據管理中心進行傳遞，這樣極大地提高了水文管理部門管理工作的效率及工作開展的準確性[2]。

1水文自動化監測現狀

圖1為水文監測系統組成。圖1水文監測系統組成中國的水文監測工作正朝著自動化方向發展，通過在水文監測工作中適當引進自動化技術，能夠更高效地提高數據傳輸效率。使用自動化技術能夠對監測到的數據信息進行實時傳遞，而且能夠自動保存和傳輸相關數據信息。現在，水文監測工作系統中越來越廣泛地應用到自動化監測技術[3]。中國的新疆地區降水比較少，而且由于日照時間較長所以蒸發比較強烈，新疆地區是典型的內陸干旱氣候。所以對于新疆地區而言，水文監測工作顯得越發重要，新疆地區水文監測系統現狀及存在的問題主要包括以下幾個方面。1.1水文監測站設施及功能需要進一步完善新疆地區總面積占全國的1/6還多，共160×104km2多，但是水文監測站總數僅138處，平均每處水文監測站負責的面積達到1.2×104km2。全自治區共有河流有570余條，但只有98條河流上設置有水文監測站，自治區內許多小河流并未建設水文監測站，也就導致對這一類小型河流的水文監測資料存在空白。自治區雨量站多數設置在平原綠洲或一些比較大的河流上或其重要的支流上，對于高海拔地區及小型河流的水文監測工作尚未開展，并且多數河流沒有設置相關的防洪水位監測的水位站，無法對一些中小型河流實施水文狀況進行監測[4]。1.2水文信息分中心建設比較落后水文監測管理系統中，各類水文信息分中心主要是對本地區所屬相關區域的水文狀況進行監測，其工作內容中主要包括采集相關水文信息工作、發送所采集到的水文信息及建立完善的水文信息數據庫，新疆地區水文分中心建設狀況比較落后，而且技術手段也比較差。1.3水文監測基礎設施建設時標準偏低隨著水文監測工作要求提高，自治區相關主管部門對一部分水文監測基礎設施進行了一定改造，但是改造時大多數資金投在了對大型河流及相關的重要支流上，小河流各種水文監測站點及設施依然存在著一系列問題，比如設備老化及水文信息收集能力偏低等[5]。

2自動化監測技術的優點

2.1實時性比較強GPRS無線網絡能夠滿足信息實時傳輸要求，并且信息傳輸過程中系統無延時情況發生，不需要輪回就能夠完成對各個監測點數據的接收及存儲，通過這種無線網絡能夠比較好地滿足信息實時傳輸要求。2.2建設成本比較低相較于以往采用的數據信息傳遞方式，使用無線網絡進行數據傳遞不需要建設網絡，只需要安裝相關信號傳輸設備就可以滿足工作需要，采用無線網路進行數據傳遞成本比較低。2.3能夠遠程監控監測點設備通過GPRS無線網絡系統不僅能夠滿足信息傳遞需要，同時能夠通過這種信息傳遞網絡對水文監測站相關監測設備進行遠程監控，比如時間校正、開關控制及狀態報告等，并且能夠通過網絡對系統進行在線升級[6]。2.4可擴展性較好現在，絕大部分地區已經覆蓋GSM/GPRS網絡，自治區范圍內已經不存在盲區，這也為大范圍在線監控提供了條件，比較好地滿足水文信息傳輸采集工作對范圍的要求。水文監測點的硬件與其可拓展性具有十分密切的關系，圖2為水文監測點硬件構成。圖2水文監測點硬件結構框圖2.5將監控范圍比較大水文監測工作要求構建的水文監測系統必須具有覆蓋范圍廣等特點，同時要求接入地點無限制，并且能夠滿足鄉鎮條件下的接入需求。水文監測工作站點數量一般都比較多，而且由于地形條件限制，相關的水文監測信息采集點多數在一些比較偏僻的地區，而且其分布也比較分散，采用自動化技術能夠很好地滿足以上要求。2.6數據傳輸速率較高理論上，采用GPRS網絡進行數據的傳遞其速率能夠達到171.2Kbit/s，但是水文監測點的數據傳輸量一般不會超過10Kbps，經過相關研究證明，現階段GPRS數據的傳輸速率在40Kbps左右，所以完全能夠滿足現在水文監測工作的數據傳輸要求。2.7系統的傳輸容量較大對于水文監測系統來講，其監測中心需要與每一個水文監測站點進行實時連接，并且由于水文監測站點數量比較多，同時應該保證網絡數據傳遞能夠滿足突發狀況下的數據傳遞，采用自動化技術能夠滿足以上要求。

3自動化技術的實際應用

3.1建立完善的水文監測系統通過GPRS網絡構建完善的水文監測系統，首先應該注意的是利用GPRS數據傳輸中的傳輸終端接入水文監測的專用網絡，并且將水文監測點之間聯系起來，這種數據傳輸方式能夠打破信息采集點受到的空間、時間限制，具有比較強的適用性。由于水文中心站點是數據處理的核心環節，通過如LAN連接服務器，并且通過GPRS網絡傳輸終端的作用能夠自動訪問相關網絡服務器。在水文信息采集站數量較大增加的情況下，水文信息數據處理中心能夠保持比較高速的傳輸效率，滿足水文監測要求。3.2綜合性水文監測隨著自動化技術廣泛應用，水文監測也向著綜合性方向發展。水文監測站不僅能夠監測河流的相關信息，同時能夠監測地下水水質及雨量等，能夠比較好地完善綜合性的水文信息，還能夠指導相關管理部門對水源地進行合理配置，達到優化水質的目的。

4結語

對于日益嚴重的水質污染問題，應該采取積極的措施進行防治與解決。對于水資源的保護而言，水文監測發揮著極為重要的作用。隨著自動化技術廣泛應用，建立完善、高效的水文監測體系也就變得更為切實可行，要構建完善的水文監測體系，為水資源保護工作做出貢獻。

作者:買買提江•迪力木拉提 單位:新疆和田水文勘測局

參考文獻：

［1］李忠正.試論自動化技術在水文監測方面的應用［J］.科技創新與應用，2015(35)：297.

［2］苗立江，梁嵐珍.嵌入式GPRS技術在水文數據監測系統中的應用［J］.自動化技術與應用，2011，30(9)：67-69.

［3］寧麗娟，吳桂才，宋啟明，等.便攜式電磁流速儀設計初探［J］.自動化技術與應用，2012(5)：68-71.

［4］楊軍，徐海峰.西藏滿拉水利樞紐工程安全監測自動化系統改造設計探討［J］.中國水利，2015(10)：46-48.

［5］楊秀元，羅靖筠，高幼龍，等.巫山縣滑坡實時監測系統的建設與運行［J］.西部探礦工程，2009，21(8)：82-84.

［6］田亞奇，杜紅娟，王少華，等.水質自動監測站防雷方案設計［J］.南水北調與水利科技，2013(z1)：166-167.