GPS技术在水文水资源监测方面的应用

2021-12-05田瀛莉

农业科技与信息 2021年19期

田瀛莉

（甘肃省庆阳水文水资源勘测局，甘肃庆阳 745000）

1 GPS技术应用于水文水资源监测的重要性

GPS技术在水文水资源监测中的应用，通过遥感技术、数据采集、无线数据传输、中心数据分析等构建了相对稳定的监测平台，对取水用户、水源地、入河口、排污口、水库及河流断面等信息进行采集、传输、处理和分析，加强了对水源取水、供水、用水、输水、排水等水资源开发利用主要环节的监测，实现了水资源信息交换和共享。GPS技术所覆盖的信息传输和数据分析管理系统，提高了水文水资源监测能力，促进了传统的水文监测向现代水文监测的转变，使水文信息收集和反馈更准、更全面、更及时，提高了水文监测水平[1]。

2 水文水资源监测的布点特征

水文水资源监测的布点应准确、有代表性，能快速、准确地反映水质及河断面的具体情况，将水系设定为由一条主流与干支流组成，通过监测河断面选择出具有代表性的断面，更好地反映水质特征和水源迁移的具体特征[2]。水系中主支流与干支流的运行规律、污染源的分布面积及特征、具体坐标位置等信息主要通过相关的专业数据和公式表现。使用GPS技术对水文水资源实施监测管理，同样也需要在各种不同的环境下采集不同水源点的信息。运行GPS监测系统程序对相关数据进行分析，在参数值的基础上利用计算机的强大运算能力和分析能力，对河断面各测点的方差进行相应的运算和分析，并据此判断误差所在。通过对水域面积、水源地水系情况、地下水分布、污染源扩散情况等信息的全面筛选，可正确判断出具有代表性的监测地点，从而获取优质采样点。

3 GPS技术在水文水资源监测中的具体应用

GPS技术的应用为水文监测数据的准确性及稳定性提供了坚强有力的支撑，降低了人工监测的难度。我国水资源的分布区域范围比较广，在水资源监测过程中会遇到许多不确定因素，GPS技术的应用解决了这一难题，为避免出现不安全因素、提高监测数据的精准性提供了强有力的技术保障。

3.1 洪水调配

利用传输系统将不同时间段、不同环境下的水位变化、流量变化及时传送出去，计算机根据传送出的不同数据进行详细分析后绘制出水位曲线，方便工作人员做出准确判断。同时，利用动态曲线图不仅能显示出洪水的推进速度，还能显示出蓄洪区的淹没情况，有助于防洪决策的及时下达。

3.2 水位采集

GPS技术具有自动化和高智能化的优势，可在恶劣的环境条件下完成监测工作，实现数据的实时传输和收集整理，同时避免工作人员在工作中发生危险，技术人员在监控中心通过计算机就可以获取相关的水位数据。水位监测中心接收到GPS模块传送的数据后，利用中央处理器进行储存、管理，并对这些重要数据进行换算演变。水位采集系统与传输系统的联合运行，真正实现了相关软件对野外观测单元的管理与监测，实现了数据采集、传输、分析、保存、管理全程自动化、智能化。

3.3 水质监测

GPS技术可定位河道、湖泊及海洋的采集样点坐标，实时监控水源带的污染情况，并根据监控数据制作出动态监控图，全面反映整个观测水域的水质情况、污染面积及扩散流出的具体方向，为制定有针对性的治理方案提供依据。此外，工作人员对GPS传输回来的数据进行技术分析后，可迅速判断水质监测结果。

3.4 流量测验

传统的流量测验中，河断面的常规定位测验一般使用基线辐射杆六分仪夹角定位方法，这种测验方法跨度长、目视距远，存在障碍物多、坐标点内参照物背景复杂等弊端，会导致原断面标识无法识别清楚，从而影响测验工作的精准性。GPS技术在流量测验中的运用，不仅降低了工作强度、提高了工作效率，还提高了测量的准确性[3]。

3.5 水文测量

在水文测量区设置GPS地面接收机，对监测位置建立对应坐标，找到对应数值参数，根据数据确定基准模式，GPS水文测量系统根据基准模式的种类自动改变操作方法。GPS地面接收器的天线必须位于坐标系的几何中心，通过天线和确定的地表水位可直接获得实际水文高度参数及相关数据，再通过相关计算可得到水位信息。为了保证实测水位信息的准确性，要根据实际情况建立合适的过滤模型，通过过滤对水位数据进行专业处理。在此过程中要利用渐进算法减少外部因素的不利干扰。此外，为了保证计算结果的准确性，计算机系统需要安装专业的过滤软件[4]。工作人员利用计算机将GPS发送的水位数据实时传送到监测系统，可迅速获取水位、污染水平、采样点坐标等信息。技术人员将收集到的数据信息转换成监测图，及时、准确地掌握水质、水污染等具体信息，为水资源的科学管理提供依据。GPS技术通过计算机编程控制监测单元，为提高水文探测工作效率提供了专业的技术支持，有利于实现智能化管理。