基于水文监测技术的相关研究

吕世新

（河南省三门峡水文水资源勘测局，河南 三门峡 472000）

1 水文监测技术的应用与发展

1.1 水文监测的范围及相关内容

所谓的水文监测其实就是水文传感技术和采集、保存、传输以及处理技术的集合体；水文监测系统包含多种应用技术，这些技术主要应用在地下水、渠道、水库、湖波以及江河等水文参数。水文监测的主要内容包括水质、墒情、冰凌、含沙量、蒸发系数、降雨降雪量、流速、流量以及水位等，其中水位以及流量的监测是最重要的。

1.2 水文监测中对水位的采集以及传输

在水文监测技术中，能够用于监测水位的技术设备主要有：超声波水位计、电子水尺、压力式水位计以及浮子式水位计等，这些水位传感设备都能够直接与RTU进行连接，从而达到自动监测水位的目的［1］。

目前，大多数水文监测中心与各水文数据采集点之间的信息互通主要采用传统的手工抄录以及电话线传输，这些方法损耗人力以及成本，而且传输速度较慢，保证不了实时性；另外各个水文监测点分布范围较广，距离较远，如果用电话线进行信息传输无疑会耗费大量的资源和资金，而且对于自然环境复杂的地域也无法保证其安全性。

基于上述有关水文监测信息的传输问题，可以通过对新兴技术GPRS的应用进行解决。GPRS的技术含量较高，有非常快的信息传输速度以及非常低的使用成本。这种传输方式和其他有线通讯方式相比有非常大的优越性，其使用起来更加灵活，有性价比高、维护简单、运行费用低、扩展容易以及组网灵活等优点。所以这种方式在水文监测技术中的地位越来越重要。

2 水文监测的相关技术措施

当前我国水文监测领域之中拥有众多的技术，主要包括：ADCP测流系统技术、无人测艇测量技术、无人立尺测量技术以及GPS水道测绘技术等，下面将分别对这四项技术进行简要的介绍：

2.1 ADCP测流系统

ADCP是当今国际上最先进的水文测验仪器之一，其在应用中可以表现出许多特点，这个系统测速的范围比较大、测验所花时间较少并且还具有不扰动流场的能力。ADCP主要适用于对截流河段的水文监测，可以准确快速的训测各个断面的流速、流量以及分流比，在水文监测技术中占有较高的地位。

2.2 无人测艇测量技术

这个技术主要在河流上游150米左右可以利用，在锚锭船上用钢丝绳牵引无人测艇进行深水的水文测验。其中无人测艇是全密封的双船体结构，以达到稳定船体、减小测艇阻力、保证其安全可靠性。无人测艇测量技术的应用范围较小，并不常利用。

2.3 无人立尺测量技术

对戗堤头进行水位观测一般采用传统的标尺测量法，无法满足水文监测安全高效的要求，利用无人立尺测量技术对戗堤头进行相关观测就能够达到这一要求，通过无人立尺测量技术以及高精度的激光全站仪可以对未知点进行相关测量，技术水平较高。

2.4 GPS水道测绘技术

GPS水道测绘系统是由GPS接收机、通讯、数据链、计算机、绘图仪、多波束测深仪以及数字测深仪等设备组成，这个系统可以对水下地形以及冲淤断面进行高效的绘测，具有成图快、精度高、多功能以及全天候的特点，有非常大的应用价值。

3 对水文监测中所出现的问题进行解决

3.1 水文监测系统的结构

3.1.1 水文数据采集点

在这里主要采用厦门宇能科技有限公司研究的YN2010 GPRS透明无线数据传输终端，另外，利用RS232/RS485/TTL与水文监测设备的有效连接来接入其专用的GPRS网络，因为网络对水文监测信息采集点的接入数量、时间以及地点都是不加以限制的，以此可以满足偏远地区以及山区等不易接受水文数据的相关传输需求。

3.1.2 水文监测中心站

这个系统采用网络注册服务器的形式来进行相关工作。首先系统代理服务器通过LANADSL等INTELNET公网连接，然后采用公网固定的IP。在水文监测中心主站本身会维护接入的每一个终端IP，同时也方便对这些监测点信息的接收；除此之外，当水文监测主站也可以通过这个系统向某个或多个监测点发出相应的数据要求，而且当水文数据采集点增加时监测中心不用进行扩展就可以满足其要求。

3.1.3 水位信息传输技术

根据以上所说的相关GPRS技术在数据传输中的作用及地位可以看出加强对GPRS技术进行研究的重大意义，具体来说：现场水文监测点采集的水文信息是由GSM/GPRS网络空中接口功能来对信息进行解码处理并转化为在公网数据传送的格式，最终传输至水文监测中心。

3.2 系统方案

通过对水文监测技术的充分研究来制定相应的系统方案。和上边所说的一样，水文监测点应用厦门宇能科技有限公司YN2010 GPRSDTU透明数据传输终端系统来完成对监测信息的实时传送，利用监测技术来设计传送方案。另外，这里主要是对监测站、水文信息收集点以及之间信息传输三者的关系研究，这些都可以通过水文监测技术来予以实现。

3.3 相应的安全措施

一般来说，水文数据的采集系统具有特殊性，这个采集系统需要比较高的安全保障和稳定性。其中，安全保障主要是为了防止来自系统内外的有意以及无意的破坏，这一保障系统主要表现为网络安全防护，包括：防火墙、接人防护、访问连接、登陆防护、信源加密以及信道加密等。另外，这里的稳定是指采集系统要在一个星期内不间断的运行，要求在系统出现故障的情况下也能稳定的运行。

水文监测数据可以通过公网使用VPN接入到移动GPRS网，一般来说利用VPN方式可以节省一定的成本，不仅仅企业不用租用专线，还可以继续使用原有的VPN设备，在这里对于移动终端需要安装具有VPN二次拨号功能的软件。通过VPN技术来把客户端连接到应用服务器上，还要经过Radius服务器的认证来将整个数据传送过程进行加密保护，这样才可以有效地保证其安全性，从而充分保障相关服务质量，促进水文监测技术的发展。

4 结语

众所周知，水是生命之源，没有水就没有生命，水利工程也是重要的民生工程，将水文监测工作做好对于保证水的质量，保证人们的正常生产生活具有非常重要的作用。因此一定要采取适当的措施将水文监测工作做好，这需要相关工作人员的不懈努力。在新时期应该应用水文监测新技术进一步推动水文监测工作的进一步发展，从而推动我国社会经济的稳定发展。

［1］李玉忠.基于网络技术水文监测系统的设计与应用［J］.计算机应用技术，2008.23，（6）：106-109.