孫凱

摘 要：水文巡測(cè)作為水文水資源工作的重要組成部分，是拓展水文服務(wù)領(lǐng)域，提高水文服務(wù)質(zhì)量的有效措施。在水文巡測(cè)工作中采用水文遙測(cè)水位系統(tǒng)對(duì)巡測(cè)站水位變化進(jìn)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄，能夠?yàn)樗难矞y(cè)工作提供有效的指導(dǎo)，進(jìn)而提高水文巡測(cè)的精度。該文以水文遙感設(shè)備、GPRS等技術(shù)為依托，對(duì)水文遙測(cè)水位系統(tǒng)在水文巡測(cè)工作中的應(yīng)用進(jìn)行深入地分析，重點(diǎn)闡述遙測(cè)水位在水文巡測(cè)中的作用。

關(guān)鍵詞：水文巡測(cè) 遙測(cè)水位計(jì) 遙測(cè)設(shè)備 運(yùn)用分析

中圖分類號(hào)：P332 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（c）-0060-02

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，水資源開發(fā)和利用獲得了越來(lái)越廣闊的發(fā)展空間，已經(jīng)成為影響社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。伴隨著水資源開發(fā)和綜合管理工作的不斷深入，社會(huì)對(duì)水文工作提出了更高的要求，促使其不斷改革創(chuàng)新以適應(yīng)快速發(fā)展的社會(huì)和環(huán)境。為了使水文工作緊隨社會(huì)發(fā)展腳步，開展水文巡測(cè)工作是目前擴(kuò)大水文資料收集、拓展水文服務(wù)領(lǐng)域、提高水文工作效率的有效措施。近幾年來(lái)吉林白山地區(qū)結(jié)合水文工作的需要而建立了常年巡測(cè)站和短期巡測(cè)站等各類巡測(cè)站，并尋求積極創(chuàng)新，大力引入現(xiàn)代科技技術(shù)來(lái)提升水文工作的質(zhì)量和效率，比如水文遙測(cè)設(shè)備、GPRS通信技術(shù)等。實(shí)踐證明，水文遙測(cè)水文系統(tǒng)的運(yùn)用大大提升了水文巡測(cè)工作的效率和質(zhì)量，使其逐漸成為水文巡測(cè)站建設(shè)運(yùn)行的首選。

1 遙測(cè)水位系統(tǒng)的工作流程

遙測(cè)水位系統(tǒng)運(yùn)用的目的在于實(shí)時(shí)、高效、全覆蓋地記錄水文信息，給水文巡測(cè)站進(jìn)行水文分析提供數(shù)據(jù)資料支持，其工作內(nèi)容應(yīng)該包括目標(biāo)范圍內(nèi)的水文信息收集、傳輸、接受和處理，因此遙測(cè)水位系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理4部分組成。首先，系統(tǒng)的信息采集設(shè)備通常采用接觸式和氣介式兩種方式來(lái)采集水位數(shù)據(jù)；其次，信息采集設(shè)備采集到的水位信息通過(guò)遙測(cè)終端機(jī)以GPRS或者超短波的方式傳輸?shù)浇邮苤行?；最后，信息接受中心在接收到水位信息之后通過(guò)計(jì)算機(jī)及水文模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，并計(jì)算出相關(guān)結(jié)果數(shù)據(jù)。遙測(cè)水位系統(tǒng)以市區(qū)水文單位為中心、各站點(diǎn)為中繼站，借助現(xiàn)代信息技術(shù)（比如GPRS信息傳輸技術(shù)）構(gòu)建了綜合性的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。遙測(cè)水位系統(tǒng)對(duì)水文數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并繪制成為水位過(guò)程線，供水文部門對(duì)水情做出實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，進(jìn)而為白山地區(qū)水文水資源工程提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)信息。

2 水文遙測(cè)設(shè)備在巡測(cè)站的組網(wǎng)概況與應(yīng)用

2.1 組網(wǎng)概況分析

吉林白山地區(qū)地處長(zhǎng)白山西麓，與通化市二道江區(qū)相連，地區(qū)境內(nèi)水系發(fā)達(dá)，河流眾多，具有豐富且復(fù)雜的水資源，主要由渾江、頭道松花江、鴨綠江三大水系及其支流組成。白山地區(qū)內(nèi)河流多呈現(xiàn)東北至西南走向，地表水與地下水均十分豐富。為了實(shí)現(xiàn)白山地區(qū)水文水資源工程的正常運(yùn)行，白山市水文水資源部門在該地區(qū)設(shè)立常年水文站10處，雨量觀測(cè)點(diǎn)33處。水文站基本位于河道密集區(qū)域，其中1個(gè)巡測(cè)基地沿主要河流輻射6個(gè)巡測(cè)站，并配合各個(gè)巡測(cè)項(xiàng)目站點(diǎn)，形成了系統(tǒng)功能全面、覆蓋范圍廣泛的巡測(cè)站組網(wǎng)系統(tǒng)。

結(jié)合白山地區(qū)地形特征、河道布局及水文水資源特點(diǎn)，制定了白山水文站網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，沿地區(qū)內(nèi)6條主要河道設(shè)置6個(gè)站點(diǎn)，分別為江源水文站（渾江）、曲家營(yíng)水文站（紅土崖河）、坡口水文站（十五道溝河）、仙人橋水文站（湯河）、保安水文站（青龍河）、露水河水文站（露水河）。在該規(guī)劃完成后，白山地區(qū)將具備成熟的水文巡測(cè)組網(wǎng)系統(tǒng)。就目前來(lái)看，白山地區(qū)水文報(bào)汛站可分為常年站、汛期基本站、汛期輔助站3類，包括水文站7處，水庫(kù)站5處、水位站1處，雨量站12處，形成了功能強(qiáng)大、覆蓋面基本完全的水位巡測(cè)組網(wǎng)系統(tǒng)。從水文遙測(cè)設(shè)備的應(yīng)用情況來(lái)看，常年水文站基本配備了水文遙測(cè)設(shè)備，短期及輔助水文站的水文遙測(cè)設(shè)備也基本能夠滿足需求。

2.2 應(yīng)用現(xiàn)狀分析

通常來(lái)說(shuō)，洪水是水文測(cè)驗(yàn)及防汛的重點(diǎn)，也是水文巡測(cè)的關(guān)鍵，運(yùn)用水位遙測(cè)系統(tǒng)理論上能夠提升洪水預(yù)防和監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確度，提高水文工作的質(zhì)量和效率。水位遙測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用的實(shí)踐結(jié)果表明，無(wú)論是常年水文站還是汛期基本站、汛期輔助站，其測(cè)驗(yàn)斷面相對(duì)穩(wěn)定，水位流量關(guān)系呈現(xiàn)單一線性，符合全局的巡測(cè)部署要求。對(duì)于白山地區(qū)而言，水資源豐富，河流眾多，而且雨季降雨量較大，在地形條件的影響下，具有暴雨洪水多發(fā)的特征，因此運(yùn)用遙測(cè)水位技術(shù)，加強(qiáng)水位巡測(cè)工作質(zhì)量，提高洪水預(yù)報(bào)能力和準(zhǔn)確度具有積極的意義。

從水位巡測(cè)的發(fā)展歷史來(lái)看，傳統(tǒng)水位巡測(cè)所采用的水位計(jì)是機(jī)械式的水位計(jì)，其工作原理是浮子感應(yīng)水位的升降，具有較大的局限性。傳統(tǒng)水位計(jì)通常只具有記錄功能，不具有信息傳輸功能，在現(xiàn)代水文水資源領(lǐng)域已經(jīng)不適應(yīng)正常的使用要求，在無(wú)人值守站點(diǎn)進(jìn)行流量巡測(cè)時(shí)具有較大的隨機(jī)性和盲目性，而且雨季洪峰流量往往實(shí)測(cè)不上。傳統(tǒng)水位計(jì)在實(shí)際工作中的實(shí)測(cè)結(jié)果也印證了其較大的缺陷性。在全面引入遙測(cè)水位系統(tǒng)之后，經(jīng)過(guò)近幾年的實(shí)踐運(yùn)用，其對(duì)洪水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性大幅提升，通過(guò)遙測(cè)水位系統(tǒng)獲得的水位數(shù)據(jù)信息，為巡測(cè)站人員根據(jù)水位變化趨勢(shì)及時(shí)制定巡測(cè)方案提供了極大的便利和保障。

3 實(shí)測(cè)洪峰流量、定線精度對(duì)照分析

為研究實(shí)測(cè)洪峰流量、定線精度方面的對(duì)照結(jié)果，對(duì)白山地區(qū)常年水文巡測(cè)站2008—2014年期間的巡測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（白山地區(qū)于2008年完成了所有雨量站的水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)安裝與調(diào)試），并對(duì)遙感水位系統(tǒng)的巡測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)，分別從實(shí)測(cè)洪峰流量、年內(nèi)流量測(cè)次分布和定線精度方面對(duì)照分析來(lái)驗(yàn)證水位流量關(guān)系等。

根據(jù)白山地區(qū)水文資料記載，建國(guó)以來(lái)分別在1953年、1956年、1960年、1986年、1995年、1998年、2004年、2010年、2014年在白山地區(qū)發(fā)生大洪水，尤其是2010年8月份大洪水，在遙測(cè)水位系統(tǒng)采集并分析的數(shù)據(jù)支持下，預(yù)報(bào)14日8時(shí)出現(xiàn)洪峰最大水位93.21 m，結(jié)果最大洪峰水位出現(xiàn)在14日8時(shí)，且最大水位為93.02 m，預(yù)報(bào)精度達(dá)到優(yōu)秀，為白山市防洪防汛工程提供了有效支持。從2008年全面安裝與調(diào)試遙感技術(shù)設(shè)備之后，各巡測(cè)站高水延長(zhǎng)均未超過(guò)20%，年內(nèi)流量測(cè)次分布均勻，水位流量關(guān)系精度明顯提高。依靠水文遙測(cè)水位系統(tǒng)準(zhǔn)確掌握河道水文變化過(guò)程與規(guī)律，使得白山地區(qū)水文巡測(cè)站的資料精度有了很大提高，極大地促進(jìn)了水文水資源工作的進(jìn)展。

4 遙測(cè)水位系統(tǒng)對(duì)巡測(cè)站洪水測(cè)驗(yàn)的指導(dǎo)作用

在對(duì)白山地區(qū)的河流特點(diǎn)和地形特點(diǎn)進(jìn)行綜合性分析總結(jié)之后，結(jié)合該地區(qū)水利工程建設(shè)的需要，在進(jìn)行水文巡測(cè)站點(diǎn)的設(shè)置時(shí)已充分考慮了流域降水各種因素，比如降水高值區(qū)、洪水成因、洪水時(shí)段分布等。從白山地區(qū)的水文巡測(cè)站布局來(lái)看，各巡測(cè)站一般設(shè)在流域降水高值區(qū)，而且白山地區(qū)洪水發(fā)生時(shí)段具有同步性，而發(fā)生的原因多是暴雨洪水為主。因此在這些基本資料的基礎(chǔ)上，運(yùn)用水文遙測(cè)水位技術(shù)對(duì)該區(qū)域河流水位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握洪水的變化過(guò)程，確定恰當(dāng)?shù)难矞y(cè)時(shí)間和合理的巡測(cè)路線，對(duì)各站點(diǎn)的洪水進(jìn)行巡測(cè)。

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