地下水自動測報系統設備功能及優勢分析

馬永紅

摘要：傳統的地下水監測是采用地下水音響儀作為主要監測測具，對地下水動態變化資料進行長期監測。隨著專業技術的發展，為更好地監測地下水動態變化，吉林省將啟用地下水自動測報系統設備。本文介紹了該設備的主要功能及優勢。

關鍵詞：地下水；水位；遠程自動設備

一、引言

地下水監測，是為了能夠更好更及時準確地掌握地下水動態變化情況，并對地下水進行長期監測及達到對地下水的監測保護作用。

傳統的地下水監測是采用地下水音響儀作為主要監測測具，對地下水動態變化資料進行長期監測。但隨著專業技術的發展，為更好地監測地下水動態變化，必須建立建全監測信息化管理體系。當今，吉林省正加快加緊建設專用井地下水監測工程，部署配套高效、可靠、完善的設備，并能夠實現網絡通訊的地下水專用井自動測報系統。

二、自動測報系統概述

自動測報系統是收集、傳遞和處理地下水實時數據而設置的各種傳感器、通信設備和接收處理裝置的總體，由地下水專用井站點、信息傳遞通道和接收處理中心三部分組成。工作人員可以在監測中心通過監測儀器能夠及時、準確地查看地下水的水位、水溫數據，監測中心的監測管理軟件能夠實現數據的遠程采集、遠程監測。監測的所有數據進入數據庫，生成各種報表，最終通過共享方式對地下水數據進行實時存儲、整編數據，并實現各地區基礎信息收集和地區的資料目錄索引收集。

三、自動測報系統設備構成

1.一體化壓力式水位、水溫自動測量記錄儀器，產品是一個整體。用專用線纜吊掛在井中水上，自帶內置電源，具有長期固態存儲功能，能自動測溫，具有標準輸出接口，可以讀取存儲數據和連接數傳儀遙測。

2.浮子式水位傳感器或壓力傳感器加主機。浮子式水位傳感器適用于地下水最大埋深小于15m的站點和不需要自動測量水溫的站點；壓力傳感器加主機的產品適用于地下水最大埋深小于20m的站點和不需要自動測量水溫的站點。

3.通信、傳輸及電源設備。信息傳輸方式可采用公共通信網、超短波和衛星。

4.防雷設備。因為位于地面上的傳感器、數傳儀、通信設備、天饋線、電源等設備以及較高的站房需要避雷設施，主要是通信天饋線等高處設施易受雷擊，故需采用防雷設備。

四、自動測報系統設備的功能

能定時自動測量地下水監測井的水位（埋深）和水溫。水位測量誤差10m水位變幅內不大于±0.02m；超過10m水位變幅時，不大于±2‰水位變幅；水溫測量誤差在±0.2℃以內。

具有監測數據的長期自記、固態存儲功能。監測時間間隔以小時為單位，可自行設置。對一般的存儲要求，要求存儲周期大于400天，能夠方便地從固態存儲器中提取數據。

數傳儀應該具有標準串行輸入、輸出接口，能夠定時自動測取、發送數據至地市級信息站（分中心）。可暫存前一天至數天的監測數據，并供一次性傳輸。

如采用浮充直流供電方式，應能保證儀器不間斷正常工作。優先采用直流電池（不浮充）供電方式，供電能力應能保證監測站發送數據1000次和相應的存儲記錄需要。

地下水監測站點到地市節點或省級地下水監測中心的信息傳輸網絡系統，一般采用公網無線通信方式，可根據所在地區的網絡情況具體選擇采用SMS（短消息）、GPRS和CDMA等方式。遙測數傳儀的功能應具備SMS（短消息）和另一種以上的通信方式。

設備的平均無故障時間MTBF應超過25000小時，復雜設備可按16000小時要求。工作溫度、濕度等能夠適應當地的環境。

五、采用自動測報系統設備優勢分析

傳統的地下水監測工作存在監測手段落后、信息傳輸時效性差、分析服務能力弱等問題，與社會經濟發展的要求不相適應，難以滿足以水資源可持續支撐經濟社會可持續發展和保護生態環境的需求。因此，開展地下水專用井監測并采用自動測報系統是十分必要的，有其自身的優勢。

1.地下水網絡自動測報系統有其特有的經濟靈活性，能夠滿足社會發展需求。

2.與傳統的人工監測方法相比，大大提高了管理信息化存儲采集資料功能，能夠真正實現網絡通訊。

3.具有選擇設備功能靈活性，可根據不同要求、不同觀測項目靈活選用相應的配套設備，用于滿足不同專用井的監測要求。

4.能夠實現信息采集、傳輸、接收、處理和信息服務系統一條龍服務。

5.能夠實現信息同步同時采集，具有高標準的時效性，這是人工監測無法做到的。

因此，地下水自動監測系統采集的地下水數據資料，將會對今后的地下水環境開發和合理利用提供有效的科學數據。無論從監測精度準確時效性，還是從監測方法省時省力科學性，都會在未來一定程度上產生明顯的社會經濟效益。

六、結語

地下水資源較地表水資源復雜，這是因為地下水本身質和量的變化以及引起地下水變化的環境條件和地下水的運移規律不能直接觀察。同時，地下水的污染以及地下水超采引起的地面沉降是緩變的，一旦積累到一定程度，就成為不可逆的破壞。要做到保護開發地下水資源就必須依靠長期的地下水監測。因此，采用先進的地下水自動監測測報設備和實現數據信息化管理，對能夠及時掌握地下水動態變化情況尤為重要。

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（作者單位：吉林省水文水資源局四平分局）