自動化技術(shù)在水文監(jiān)測方面的運用

時間:2022-04-06 10:45:07

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自動化技術(shù)在水文監(jiān)測方面的運用

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

關(guān)鍵詞:自動化技術(shù);水文監(jiān)測;應(yīng)用

隨著科學技術(shù)發(fā)展,自動化技術(shù)在社會生活中的應(yīng)用越來越廣泛,自動化技術(shù)應(yīng)用中一個十分重要的方面就是水文監(jiān)測。在水文監(jiān)測工作中需要監(jiān)控眾多水位點,并且將這些數(shù)據(jù)實時傳輸給數(shù)據(jù)管理中心[1]。由于水文監(jiān)測點數(shù)量比較多,而且相對比較分散,特別是新疆地區(qū)由于自然環(huán)境比較惡劣,這也在很大程度上增加了水文監(jiān)測工作開展過程中的難度。以往采用的電話線進行數(shù)據(jù)傳遞不僅會大幅度增加監(jiān)測成本,同時使用該技術(shù)進行傳遞效果也并不理想?,F(xiàn)在,水文監(jiān)測部門最主要的信息傳遞工具是GPRS無線網(wǎng)絡(luò),通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)能夠及時將相關(guān)監(jiān)測點所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)或報警信息向后方的水文監(jiān)測數(shù)據(jù)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(jiān)測現(xiàn)狀

圖1為水文監(jiān)測系統(tǒng)組成。圖1水文監(jiān)測系統(tǒng)組成中國的水文監(jiān)測工作正朝著自動化方向發(fā)展,通過在水文監(jiān)測工作中適當引進自動化技術(shù),能夠更高效地提高數(shù)據(jù)傳輸效率。使用自動化技術(shù)能夠?qū)ΡO(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息進行實時傳遞,而且能夠自動保存和傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)信息?,F(xiàn)在,水文監(jiān)測工作系統(tǒng)中越來越廣泛地應(yīng)用到自動化監(jiān)測技術(shù)[3]。中國的新疆地區(qū)降水比較少,而且由于日照時間較長所以蒸發(fā)比較強烈,新疆地區(qū)是典型的內(nèi)陸干旱氣候。所以對于新疆地區(qū)而言,水文監(jiān)測工作顯得越發(fā)重要,新疆地區(qū)水文監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問題主要包括以下幾個方面。1.1水文監(jiān)測站設(shè)施及功能需要進一步完善新疆地區(qū)總面積占全國的1/6還多,共160×104km2多,但是水文監(jiān)測站總數(shù)僅138處,平均每處水文監(jiān)測站負責的面積達到1.2×104km2。全自治區(qū)共有河流有570余條,但只有98條河流上設(shè)置有水文監(jiān)測站,自治區(qū)內(nèi)許多小河流并未建設(shè)水文監(jiān)測站,也就導致對這一類小型河流的水文監(jiān)測資料存在空白。自治區(qū)雨量站多數(shù)設(shè)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(qū)及小型河流的水文監(jiān)測工作尚未開展,并且多數(shù)河流沒有設(shè)置相關(guān)的防洪水位監(jiān)測的水位站,無法對一些中小型河流實施水文狀況進行監(jiān)測[4]。1.2水文信息分中心建設(shè)比較落后水文監(jiān)測管理系統(tǒng)中,各類水文信息分中心主要是對本地區(qū)所屬相關(guān)區(qū)域的水文狀況進行監(jiān)測,其工作內(nèi)容中主要包括采集相關(guān)水文信息工作、發(fā)送所采集到的水文信息及建立完善的水文信息數(shù)據(jù)庫,新疆地區(qū)水文分中心建設(shè)狀況比較落后,而且技術(shù)手段也比較差。1.3水文監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時標準偏低隨著水文監(jiān)測工作要求提高,自治區(qū)相關(guān)主管部門對一部分水文監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施進行了一定改造,但是改造時大多數(shù)資金投在了對大型河流及相關(guān)的重要支流上,小河流各種水文監(jiān)測站點及設(shè)施依然存在著一系列問題,比如設(shè)備老化及水文信息收集能力偏低等[5]。

2自動化監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)點

2.1實時性比較強GPRS無線網(wǎng)絡(luò)能夠滿足信息實時傳輸要求,并且信息傳輸過程中系統(tǒng)無延時情況發(fā)生,不需要輪回就能夠完成對各個監(jiān)測點數(shù)據(jù)的接收及存儲,通過這種無線網(wǎng)絡(luò)能夠比較好地滿足信息實時傳輸要求。2.2建設(shè)成本比較低相較于以往采用的數(shù)據(jù)信息傳遞方式,使用無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳遞不需要建設(shè)網(wǎng)絡(luò),只需要安裝相關(guān)信號傳輸設(shè)備就可以滿足工作需要,采用無線網(wǎng)路進行數(shù)據(jù)傳遞成本比較低。2.3能夠遠程監(jiān)控監(jiān)測點設(shè)備通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)對水文監(jiān)測站相關(guān)監(jiān)測設(shè)備進行遠程監(jiān)控,比如時間校正、開關(guān)控制及狀態(tài)報告等,并且能夠通過網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)進行在線升級[6]。2.4可擴展性較好現(xiàn)在,絕大部分地區(qū)已經(jīng)覆蓋GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò),自治區(qū)范圍內(nèi)已經(jīng)不存在盲區(qū),這也為大范圍在線監(jiān)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(jiān)測點的硬件與其可拓展性具有十分密切的關(guān)系,圖2為水文監(jiān)測點硬件構(gòu)成。圖2水文監(jiān)測點硬件結(jié)構(gòu)框圖2.5將監(jiān)控范圍比較大水文監(jiān)測工作要求構(gòu)建的水文監(jiān)測系統(tǒng)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(xiāng)鎮(zhèn)條件下的接入需求。水文監(jiān)測工作站點數(shù)量一般都比較多,而且由于地形條件限制,相關(guān)的水文監(jiān)測信息采集點多數(shù)在一些比較偏僻的地區(qū),而且其分布也比較分散,采用自動化技術(shù)能夠很好地滿足以上要求。2.6數(shù)據(jù)傳輸速率較高理論上,采用GPRS網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)的傳遞其速率能夠達到171.2Kbit/s,但是水文監(jiān)測點的數(shù)據(jù)傳輸量一般不會超過10Kbps,經(jīng)過相關(guān)研究證明,現(xiàn)階段GPRS數(shù)據(jù)的傳輸速率在40Kbps左右,所以完全能夠滿足現(xiàn)在水文監(jiān)測工作的數(shù)據(jù)傳輸要求。2.7系統(tǒng)的傳輸容量較大對于水文監(jiān)測系統(tǒng)來講,其監(jiān)測中心需要與每一個水文監(jiān)測站點進行實時連接,并且由于水文監(jiān)測站點數(shù)量比較多,同時應(yīng)該保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞能夠滿足突發(fā)狀況下的數(shù)據(jù)傳遞,采用自動化技術(shù)能夠滿足以上要求。

3自動化技術(shù)的實際應(yīng)用

3.1建立完善的水文監(jiān)測系統(tǒng)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建完善的水文監(jiān)測系統(tǒng),首先應(yīng)該注意的是利用GPRS數(shù)據(jù)傳輸中的傳輸終端接入水文監(jiān)測的專用網(wǎng)絡(luò),并且將水文監(jiān)測點之間聯(lián)系起來,這種數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理的核心環(huán)節(jié),通過如LAN連接服務(wù)器,并且通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸終端的作用能夠自動訪問相關(guān)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。在水文信息采集站數(shù)量較大增加的情況下,水文信息數(shù)據(jù)處理中心能夠保持比較高速的傳輸效率,滿足水文監(jiān)測要求。3.2綜合性水文監(jiān)測隨著自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用,水文監(jiān)測也向著綜合性方向發(fā)展。水文監(jiān)測站不僅能夠監(jiān)測河流的相關(guān)信息,同時能夠監(jiān)測地下水水質(zhì)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(guān)管理部門對水源地進行合理配置,達到優(yōu)化水質(zhì)的目的。

4結(jié)語

對于日益嚴重的水質(zhì)污染問題,應(yīng)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(jiān)測發(fā)揮著極為重要的作用。隨著自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用,建立完善、高效的水文監(jiān)測體系也就變得更為切實可行,要構(gòu)建完善的水文監(jiān)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:

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