水文遙測終端技術在水情預報中的應用

黃艷華 王 毅 蒲冬祥

（湖北省恩施土家族苗族自治州水文水資源勘測局，湖北恩施 445000）

無論是洪澇還是干旱災害，都會給社會帶來巨大的經濟損失，對人民的生產生活及生命財產安全造成一定影響。洪澇和干旱兩種情況都與水有關，水過多可能會產生災情，水過少也會造成嚴重影響。因此，經相關人員研究提出了監測水量的終端手段，可有效提高汛期及干旱時期水情預報水平。

1 水情預報工作的重要性

水情預報是水文工作的重要組成部分，這是制定防汛抗旱決策的重要依據。傳統水情預報工作主要是觀測人員到當地不同地段進行水情記錄和觀測，然后由分析人員根據不同環境分析，總結其中變化規律，最終根據所得結果制定防汛抗旱方案。如果突發異常情況，需要工作人員及時檢測記錄并報告，并觀望水情發展趨勢，再采取相應的措施。

隨著全球氣候的變化，氣象災害發生越來越頻繁，洪澇及干旱交替出現，社會經濟損失和不良影響也越來越大。而在傳統水情預報工作中，由于經費投入不足、水文觀測站設施落后，測洪能力也不足，已難以適應防汛抗旱工作需求。水情預報關系到抗災減災工作的順利進行，對于防汛抗旱有著最直接的影響，因此加強水情預報對于社會經濟可持續發展具有非常重要意義。

2 水文遙測終端技術通信方式與工作原理

2.1 通信方式水文遙測終端是將計算機及無線電通信技術融為一體的高科技系統，工作人員只需利用無線電等即可控制。這種操作方式既減少了工作人員的監測工作量，還節約了工作人員數量、人工成本及其他開支。水文遙測終端常見通信方式有GSM、GPRS、衛星基站及超短波4種[1]。超短波和衛星站是20世紀末水文遙測終端最常用的通信方式。超短波通過電臺作為中轉站進行數據傳播，易造成外界干擾，通信速率不高，且誤碼率不低、信號不強，傳送范圍也不大，受到電磁干擾，系統無法正常安全運行。衛星基站雖然使用次數多，傳輸距離遠，但成本高。目前，使用的GSM和GPRS通信方式安全性能好、可靠性強且穩定，運行維護費用也不高，如果GSM移動基站出現問題，便會被傳送到其他基站，保證了信息發送的安全性。如果GSM無線通信模塊無線端出現故障，會提示短消息發送失敗，此時只用前去檢查即可，并且GSM/GPRS網絡只需在遙測設備建成后支付短信費用，網絡不用專門維護和資金投入，極大限度地節約了遙測成本。

2.2 工作原理水文遙測終端是通過雨量感應器和水位遙測傳感器對各個地域水文信息進行監測，不需工作人員現場監測和記錄，通過自動感應水位設備自動記錄數據，并通過無線通信系統把不同時段、不同地域所收集數據傳送到遙測站，并把這些要素數據存儲在遙測終端。水文遙測終端雨量感應器是監測降雨多少，而水位感應器和一些輔助預報軟件可判斷是否會出現洪澇或干旱災害。在測量雨量時，雨量感應器通過上下翻斗形式，感應彈簧開關同觸點之間在頻繁接觸中測量出來雨量，通過轉換雨量信號將降雨量以物理信號形式存儲在遙測終端。遙測終端通過計算機分析收到的雨量數據和水位數據，并以圖表形式體現，預報預警水情，達到預防自然災害的目的[2]。

3 水文遙測終端技術在水情預報中的應用

3.1 自動采集水文數據水情預報包括水位和降雨量數據要素，通過雨量感應器收集雨量信息，利用水位遙測傳感器收集水位數據要素，通過GSM/GPRS通信將全部數據傳送至遙測終端，最終發往中心站統一處理和統計，在限定時間內處理所收集數據，并對水文遙測系統進行可靠性分析。

3.2 主動查詢水文數據通過水文監控中心發出指令，對全部遠端測量站或某個指定測量站進行水文數據收集并傳輸至終端。遙測終端機會主動對水位計發出測量水位命令，獲取到數據后及時反饋回中心站。如果要求水位計在10 s內上報當前水位，水位計會對所存儲水位數據信息進行自動調取并上報。

3.3 遠程監測站遙控及狀態查詢通過遠程遙測控制，可令遠端測站將部分功能關閉，如水位計關閉測量。同時可遠程發出指令，令測站正常工作，上報當前站工作具體信息。通過遠程操控全面實現監控目標。

3.4 案例分析湖北省某監測點位于長江支流，水資源豐富，河流眾多，流域范圍較廣。整體地貌較為平坦，但因水資源年際變化較大，降水時空分布不均，導致洪澇干旱災害常發，對當地經濟發展影響嚴重。而通過水文遙測終端技術的應用，加強了水文部門對于洪澇災害的及時觀測與數據分析，有效減少災害災情，起到重要的抗災作用。

4 結語

因全球氣候變暖，湖北省氣象災害發生得越來越頻繁，洪澇災害與干旱災害并存，省內長江及各干支流水情預報就顯得更為重要，汛期旱期防災減災成為水利部門工作的重中之重。水文遙測終端技術的應用，大大降低了湖北省水災發生率，保證了廣大人民的利益，維護經濟正常運轉，因此值得進一步推廣應用。