水文自动化遥测系统在洪水预报中的应用

2022-11-26邱天尧张立刚梁秀日方

东北水利水电 2022年8期

邱天尧，张立刚，梁秀日方

（松辽水利委员会水文局黑龙江中游水文水资源中心，黑龙江佳木斯 154000）

1 现状

随着科学技术发展，水文自动化遥测系统在水文测报方面应用越来越广泛，自动化技术应用中一个十分重要的方面就是水位及降水方面的应用。水文监测技术正在逐步向由自动化代替人工观测的方向发展，水文自动化遥测系统通过自记设备获得水位及降水实时信息,实现水位、降水数据自动存储和网络传输。自动化水文监测技术及相关设备开始广泛应用于松辽委水文局黑龙江中游水文水资源中心（以下简称“中游中心”）各水文站，用于水位、降雨、气象等多方面内容进行有效自动测算。有效地利用GPRS 网络通信建立水文要素测报信息平台，实现在线的实时数据模式。河道实时水位及实时降雨量等多种遥测设备数据在洪水预报作业中的有效应用，使水文要素的实时情况能够得到全面地收集，以更加准确及时的方式获取水文要素数据。中游中心水情科需要收集4 个站的水文要素，并且将这些数据实时传输给中游中心遥测终端。目前，水情科主要的信息传递工具是GPRS 无线网络，通过GPRS 无线网络能够及时将相关水文遥测数据信息向后方的水文遥测平台进行传递，这样极大地提高了水文要素信息的效率及时效性、准确性。

2 水文自动化遥测数据的时效性

水文自动化遥测系统在洪水水情要素采集中的应用，保证了水文要素数据的时效性。通过水文遥测设备，利用通讯网络技术做到在线显示实时数据，能够及时了解中游中心4 个水文站控制围内的各种水情信息情况。水文自动化遥测系统接收平台具有进行大量数据计算功能，能够同时计算4 个遥测点位的水情数据，水情测报的工作效率得到大幅提升，能够更加精准地控制时间进行数据的收集和发送，可以收集每小时河道水位数据及每分钟降水数据。

3 洪水预报系统运行模式

通过计算以往标号洪水水位数据及降雨量数据，采用流体力学、水文学、水力学等方法公式建立实用且有可变参数的数学模型计算洪量。预报作业过程中，以实时雨量、水位、堤防等各类实时信息作为参数，通过数学模型计算的方法，得出洪水水位、流量、洪水变化过程、洪水量级等洪水信息进行实时预报。

预报区域结构是根据预报区域地形地貌及雨量采集站站点分布的空间特征，将水位数据和降雨数据作为预报控制区域的基本要素，按照一定标准区块化，可以依据控制区域地形分布特征将控制区域划分成若干子区间，其中每个水位站包含有集水面积、控制站、雨量站及该水位站控制区域与预报断面点的关系结构。这种子区间分区很清晰，容易勾连组成，能较好地反映出控制区域的自然属性，且符合水情预报方案要求的每个要素之间要有一定相互关联。

4 洪水预报自动化遥测数据的应用

1）洪水预报系统建立预报模型

洪水预报未使用自动化遥测系统数据时，计算洪水预报模型需要人工摘录测站历史资料。测站历史资料摘录是对人工观测数据记录摘录并计算，人工观测数据多为每日1 段制，而自动化遥测方式的数据可以收集任意所需的时段，可分为每分钟或每小时或更多时间段。因此，在使用特定时段数据的过程中，需要对特定时段水位、雨量进行组合或分解处理，雨量值采取算数平均法分配方式。

2）洪水预报系统洪水预报作业

自动化遥测系统的进一步发展使得信息化、自动化的程度逐步增加，水文数据实现了GPRS网络传输、实时遥测数据平台处理功能，为洪水预报系统使用水情信息提供了便利条件。当下洪水预报工作越来越重要，对短预见期洪水预报成果精度要求达到乙级以上。因此，就需要通过水文自动化测报系统的实时采集数据、GPRS 网络传递和数据接收平台服务器进行计算；提取预报需要的实时水位及降水量数据信息，通过实时调整多模型公式的方法来实时校正参数并计算成果，来降低短预见期洪水预报作业时间，提高了预报精度。