水文遥测终端技术在水情预报中的应用

2019-03-05黄艳华蒲冬祥

江西农业 2019年7期

黄艳华王毅蒲冬祥

（湖北省恩施土家族苗族自治州水文水资源勘测局，湖北恩施 445000）

无论是洪涝还是干旱灾害，都会给社会带来巨大的经济损失，对人民的生产生活及生命财产安全造成一定影响。洪涝和干旱两种情况都与水有关，水过多可能会产生灾情，水过少也会造成严重影响。因此，经相关人员研究提出了监测水量的终端手段，可有效提高汛期及干旱时期水情预报水平。

1 水情预报工作的重要性

水情预报是水文工作的重要组成部分，这是制定防汛抗旱决策的重要依据。传统水情预报工作主要是观测人员到当地不同地段进行水情记录和观测，然后由分析人员根据不同环境分析，总结其中变化规律，最终根据所得结果制定防汛抗旱方案。如果突发异常情况，需要工作人员及时检测记录并报告，并观望水情发展趋势，再采取相应的措施。

随着全球气候的变化，气象灾害发生越来越频繁，洪涝及干旱交替出现，社会经济损失和不良影响也越来越大。而在传统水情预报工作中，由于经费投入不足、水文观测站设施落后，测洪能力也不足，已难以适应防汛抗旱工作需求。水情预报关系到抗灾减灾工作的顺利进行，对于防汛抗旱有着最直接的影响，因此加强水情预报对于社会经济可持续发展具有非常重要意义。

2 水文遥测终端技术通信方式与工作原理

2.1 通信方式水文遥测终端是将计算机及无线电通信技术融为一体的高科技系统，工作人员只需利用无线电等即可控制。这种操作方式既减少了工作人员的监测工作量，还节约了工作人员数量、人工成本及其他开支。水文遥测终端常见通信方式有GSM、GPRS、卫星基站及超短波4种[1]。超短波和卫星站是20世纪末水文遥测终端最常用的通信方式。超短波通过电台作为中转站进行数据传播，易造成外界干扰，通信速率不高，且误码率不低、信号不强，传送范围也不大，受到电磁干扰，系统无法正常安全运行。卫星基站虽然使用次数多，传输距离远，但成本高。目前，使用的GSM和GPRS通信方式安全性能好、可靠性强且稳定，运行维护费用也不高，如果GSM移动基站出现问题，便会被传送到其他基站，保证了信息发送的安全性。如果GSM无线通信模块无线端出现故障，会提示短消息发送失败，此时只用前去检查即可，并且GSM/GPRS网络只需在遥测设备建成后支付短信费用，网络不用专门维护和资金投入，极大限度地节约了遥测成本。

2.2 工作原理水文遥测终端是通过雨量感应器和水位遥测传感器对各个地域水文信息进行监测，不需工作人员现场监测和记录，通过自动感应水位设备自动记录数据，并通过无线通信系统把不同时段、不同地域所收集数据传送到遥测站，并把这些要素数据存储在遥测终端。水文遥测终端雨量感应器是监测降雨多少，而水位感应器和一些辅助预报软件可判断是否会出现洪涝或干旱灾害。在测量雨量时，雨量感应器通过上下翻斗形式，感应弹簧开关同触点之间在频繁接触中测量出来雨量，通过转换雨量信号将降雨量以物理信号形式存储在遥测终端。遥测终端通过计算机分析收到的雨量数据和水位数据，并以图表形式体现，预报预警水情，达到预防自然灾害的目的[2]。

3 水文遥测终端技术在水情预报中的应用

3.1 自动采集水文数据水情预报包括水位和降雨量数据要素，通过雨量感应器收集雨量信息，利用水位遥测传感器收集水位数据要素，通过GSM/GPRS通信将全部数据传送至遥测终端，最终发往中心站统一处理和统计，在限定时间内处理所收集数据，并对水文遥测系统进行可靠性分析。

3.2 主动查询水文数据通过水文监控中心发出指令，对全部远端测量站或某个指定测量站进行水文数据收集并传输至终端。遥测终端机会主动对水位计发出测量水位命令，获取到数据后及时反馈回中心站。如果要求水位计在10 s内上报当前水位，水位计会对所存储水位数据信息进行自动调取并上报。

3.3 远程监测站遥控及状态查询通过远程遥测控制，可令远端测站将部分功能关闭，如水位计关闭测量。同时可远程发出指令，令测站正常工作，上报当前站工作具体信息。通过远程操控全面实现监控目标。

3.4 案例分析湖北省某监测点位于长江支流，水资源丰富，河流众多，流域范围较广。整体地貌较为平坦，但因水资源年际变化较大，降水时空分布不均，导致洪涝干旱灾害常发，对当地经济发展影响严重。而通过水文遥测终端技术的应用，加强了水文部门对于洪涝灾害的及时观测与数据分析，有效减少灾害灾情，起到重要的抗灾作用。