自动化技术在水文监测方面的运用

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摘要：主要围绕新疆地区水文监测工作展开，分析探讨在该地区水文监测工作开展过程中自动化技术的应用状况，并且对该技术在水文监测中的应用前景等进行分析探讨。

关键词：自动化技术；水文监测；应用

随着科学技术发展，自动化技术在社会生活中的应用越来越广泛，自动化技术应用中一个十分重要的方面就是水文监测。在水文监测工作中需要监控众多水位点，并且将这些数据实时传输给数据管理中心[1]。由于水文监测点数量比较多，而且相对比较分散，特别是新疆地区由于自然环境比较恶劣，这也在很大程度上增加了水文监测工作开展过程中的难度。以往采用的电话线进行数据传递不仅会大幅度增加监测成本，同时使用该技术进行传递效果也并不理想。现在，水文监测部门最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监测点所监测到的数据或报警信息向后方的水文监测数据管理中心进行传递，这样极大地提高了水文管理部门管理工作的效率及工作开展的准确性[2]。

1水文自动化监测现状

图1为水文监测系统组成。图1水文监测系统组成中国的水文监测工作正朝着自动化方向发展，通过在水文监测工作中适当引进自动化技术，能够更高效地提高数据传输效率。使用自动化技术能够对监测到的数据信息进行实时传递，而且能够自动保存和传输相关数据信息。现在，水文监测工作系统中越来越广泛地应用到自动化监测技术[3]。中国的新疆地区降水比较少，而且由于日照时间较长所以蒸发比较强烈，新疆地区是典型的内陆干旱气候。所以对于新疆地区而言，水文监测工作显得越发重要，新疆地区水文监测系统现状及存在的问题主要包括以下几个方面。1.1水文监测站设施及功能需要进一步完善新疆地区总面积占全国的1/6还多，共160×104km2多，但是水文监测站总数仅138处，平均每处水文监测站负责的面积达到1.2×104km2。全自治区共有河流有570余条，但只有98条河流上设置有水文监测站，自治区内许多小河流并未建设水文监测站，也就导致对这一类小型河流的水文监测资料存在空白。自治区雨量站多数设置在平原绿洲或一些比较大的河流上或其重要的支流上，对于高海拔地区及小型河流的水文监测工作尚未开展，并且多数河流没有设置相关的防洪水位监测的水位站，无法对一些中小型河流实施水文状况进行监测[4]。1.2水文信息分中心建设比较落后水文监测管理系统中，各类水文信息分中心主要是对本地区所属相关区域的水文状况进行监测，其工作内容中主要包括采集相关水文信息工作、发送所采集到的水文信息及建立完善的水文信息数据库，新疆地区水文分中心建设状况比较落后，而且技术手段也比较差。1.3水文监测基础设施建设时标准偏低随着水文监测工作要求提高，自治区相关主管部门对一部分水文监测基础设施进行了一定改造，但是改造时大多数资金投在了对大型河流及相关的重要支流上，小河流各种水文监测站点及设施依然存在着一系列问题，比如设备老化及水文信息收集能力偏低等[5]。

2自动化监测技术的优点

2.1实时性比较强GPRS无线网络能够满足信息实时传输要求，并且信息传输过程中系统无延时情况发生，不需要轮回就能够完成对各个监测点数据的接收及存储，通过这种无线网络能够比较好地满足信息实时传输要求。2.2建设成本比较低相较于以往采用的数据信息传递方式，使用无线网络进行数据传递不需要建设网络，只需要安装相关信号传输设备就可以满足工作需要，采用无线网路进行数据传递成本比较低。2.3能够远程监控监测点设备通过GPRS无线网络系统不仅能够满足信息传递需要，同时能够通过这种信息传递网络对水文监测站相关监测设备进行远程监控，比如时间校正、开关控制及状态报告等，并且能够通过网络对系统进行在线升级[6]。2.4可扩展性较好现在，绝大部分地区已经覆盖GSM/GPRS网络，自治区范围内已经不存在盲区，这也为大范围在线监控提供了条件，比较好地满足水文信息传输采集工作对范围的要求。水文监测点的硬件与其可拓展性具有十分密切的关系，图2为水文监测点硬件构成。图2水文监测点硬件结构框图2.5将监控范围比较大水文监测工作要求构建的水文监测系统必须具有覆盖范围广等特点，同时要求接入地点无限制，并且能够满足乡镇条件下的接入需求。水文监测工作站点数量一般都比较多，而且由于地形条件限制，相关的水文监测信息采集点多数在一些比较偏僻的地区，而且其分布也比较分散，采用自动化技术能够很好地满足以上要求。2.6数据传输速率较高理论上，采用GPRS网络进行数据的传递其速率能够达到171.2Kbit/s，但是水文监测点的数据传输量一般不会超过10Kbps，经过相关研究证明，现阶段GPRS数据的传输速率在40Kbps左右，所以完全能够满足现在水文监测工作的数据传输要求。2.7系统的传输容量较大对于水文监测系统来讲，其监测中心需要与每一个水文监测站点进行实时连接，并且由于水文监测站点数量比较多，同时应该保证网络数据传递能够满足突发状况下的数据传递，采用自动化技术能够满足以上要求。

3自动化技术的实际应用

3.1建立完善的水文监测系统通过GPRS网络构建完善的水文监测系统，首先应该注意的是利用GPRS数据传输中的传输终端接入水文监测的专用网络，并且将水文监测点之间联系起来，这种数据传输方式能够打破信息采集点受到的空间、时间限制，具有比较强的适用性。由于水文中心站点是数据处理的核心环节，通过如LAN连接服务器，并且通过GPRS网络传输终端的作用能够自动访问相关网络服务器。在水文信息采集站数量较大增加的情况下，水文信息数据处理中心能够保持比较高速的传输效率，满足水文监测要求。3.2综合性水文监测随着自动化技术广泛应用，水文监测也向着综合性方向发展。水文监测站不仅能够监测河流的相关信息，同时能够监测地下水水质及雨量等，能够比较好地完善综合性的水文信息，还能够指导相关管理部门对水源地进行合理配置，达到优化水质的目的。

4结语

对于日益严重的水质污染问题，应该采取积极的措施进行防治与解决。对于水资源的保护而言，水文监测发挥着极为重要的作用。随着自动化技术广泛应用，建立完善、高效的水文监测体系也就变得更为切实可行，要构建完善的水文监测体系，为水资源保护工作做出贡献。

作者:买买提江•迪力木拉提 单位:新疆和田水文勘测局

参考文献：

［1］李忠正.试论自动化技术在水文监测方面的应用［J］.科技创新与应用，2015(35)：297.

［2］苗立江，梁岚珍.嵌入式GPRS技术在水文数据监测系统中的应用［J］.自动化技术与应用，2011，30(9)：67-69.

［3］宁丽娟，吴桂才，宋启明，等.便携式电磁流速仪设计初探［J］.自动化技术与应用，2012(5)：68-71.

［4］杨军，徐海峰.西藏满拉水利枢纽工程安全监测自动化系统改造设计探讨［J］.中国水利，2015(10)：46-48.

［5］杨秀元，罗靖筠，高幼龙，等.巫山县滑坡实时监测系统的建设与运行［J］.西部探矿工程，2009，21(8)：82-84.

［6］田亚奇，杜红娟，王少华，等.水质自动监测站防雷方案设计［J］.南水北调与水利科技，2013(z1)：166-167.