□张翔
近年来,水文测验设备逐步向自动化和信息化方向发展,雷达水位计、自动雨量站及ADCP测流设备在水文测站中得到应用,水情监测方式发生变化,部分测站开始探索利用无人船、无人机及无线雷达波测流等技术开展流量监测。结合设备升级后的运行实践,从水情信息获取、监测数据连续性和测站运行管理等方面进行分析。结果表明,自动监测设备提高了数据获取效率和监测连续性,但在通信稳定性和设备维护等方面仍需进一步完善。
关键词:水文测验设备;自动化监测;水情预报;水文监测
近年来,各地水文测站陆续开展测验设备更新工作,雷达水位计、自动雨量站和ADCP测流设备等自动化设备逐步投入运行。自动监测在数据获取频率和信息传输效率方面较传统人工观测方式有明显提升。从运行情况看,自动化设备在水情监测和水情研判中发挥了重要作用,同时在设备运行和管理过程中也出现了一些新的问题。本文结合设备升级后的运行情况,对自动监测条件下水情信息获取和测站运行管理变化进行分析。
水文测验设备升级及其对水情预报工作的影响
一、水文监测设备更新与自动化监测系统运行
近年来,随着水文监测基础设施不断完善,部分水文测站陆续开展测验设备更新,监测方式逐步由人工观测向自动化监测转变。一些测站在原有水尺观测基础上安装雷达水位计,实现水位自动监测,并通过遥测终端将数据传输至水情信息平台。降雨监测方面,自动雨量站逐步替代人工观测,可按设定时间间隔自动记录降雨量变化。在流量测验中,部分测站开始探索利用无人船和无人机开展测流作业。无人船可搭载ADCP设备完成断面流速测量,无人机结合无线雷达波测流技术获取河道表面流速信息,为复杂条件下的水文测流和应急监测提供了新的手段。部分山区测站受通信条件影响,个别时段仍可能出现数据传输延迟,需要通过设备巡检和通信维护加以保障。
二、水情信息获取方式与监测数据连续性的变化
设备升级后,水情信息获取方式发生明显变化。过去水位和降雨数据主要依靠人工定时观测,并通过电话或报表方式报送,数据更新间隔较长,在水位变化较快时难以完整反映变化过程。自动监测设备投入运行后,水情数据能够按较短时间间隔自动采集,部分测站水位监测间隔可达5~10分钟,使水位变化过程得到连续记录。在流域集中降雨条件下,连续监测数据能够较好反映水位响应过程,为水情分析提供依据。雷达水位计等非接触式设备在一定程度上减少了人工读数误差,提高了监测数据稳定性。
三、对水情分析及汛期服务工作的影响
监测数据获取频率提高后,水情分析方式也随之发生变化。过去水情研判多依赖单一时间节点的数据,而在自动监测条件下,可以结合连续监测资料对水位变化过程进行分析。工作人员通过信息系统能够同时查看多个测站水位和降雨数据,对流域水情变化进行综合判断。在降雨集中或水位快速变化阶段,连续监测数据能够反映水位上涨速度及变化趋势,对水情研判具有参考价值。在汛期水情服务工作中,自动监测设备能够持续运行并记录水位和降雨变化情况,为水情信息报送和防汛调度提供依据,同时减少恶劣天气条件下的现场观测次数。
设备升级后的运行效益与实际问题
一、 设备升级后的运行效益
水文测验设备升级后,测站运行效率和数据处理方式发生明显变化。自动监测设备投入运行后,水位和雨量数据可按设定时间间隔自动采集并上传至水情信息系统,工作人员通过平台即可获取各测站运行及水情信息。与传统人工记录相比,数据采集和整理工作量明显减少,监测数据的时效性和连续性得到提高,日常工作逐渐由现场观测转向数据分析和设备管理。在部分河段条件复杂或洪水期水流较大的情况下,一些测站开始利用无人船搭载ADCP设备测流,或通过无人机搭载无线雷达波设备获取表面流速数据,提高测验效率并降低人工作业风险。设备升级同时促进测站运行管理优化,监测数据实现集中管理,管理人员可通过系统平台查看水位、雨量及设备运行状态,现场巡测频次有所减少,设备异常也可及时发现和处理,从而提高测站运行管理效率。
二、自动化设备运行中的主要问题
从实际运行情况看,自动化监测设备在提高监测效率的同时,也存在一些需要关注的问题。在部分山区或偏远测站,通信条件仍会对数据传输产生影响,个别时段可能出现数据延迟或短时中断。自动化设备长期处于野外环境中运行,容易受到高温、潮湿及雷电等环境因素影响,设备稳定性受到一定制约。同时,设备投入运行后对测站管理提出了更高要求,需要定期开展设备巡检、维护和数据校核,以保证监测数据的准确性和稳定性。从运行实践看,一些测站在设备运行初期对新设备的操作和维护经验仍在积累,在设备故障判断和异常处理方面仍需加强技术培训和运行管理,以保障自动监测系统稳定运行。
结语
水文测验设备升级在一定程度上提升了水情监测能力和测站运行效率。自动监测设备的应用,使水位和降雨数据获取更加及时,监测资料连续性明显改善,为水情分析和水情服务提供了更加可靠的数据基础。在实际运行过程中,设备稳定性、通信条件以及运行维护等方面仍需要持续关注。今后应在加强设备管理和技术培训的基础上,不断完善自动监测系统运行机制,提高水文监测与水情服务能力。
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(作者单位:河北省邢台水文勘测研究中心,河北 邢台054000)