水位遙測儀在新疆水文測驗中的應用

趙 勇

(烏魯木齊水文水資源勘測局，烏魯木齊830000)

0 前言

在我國，新疆轄區的總面積占據全國總面積的1/6，而水資源的占有量只有全國總水資源量的3%。多數水資源都是以冰川的形式將水存積，待融化后形成徑流，對于這一部分水資源，能夠被利用的可謂稀缺水資源。

對于主抓水資源的勘測局來講，對新疆水量進行勘測是非常重要的，是工作中的重點，對新疆當地各個河流的水量狀況進行精準且實時的掌握，并對有限的水資源進行科學且合理的利用，不僅對緩解當地水資源緊張狀況有重要意義，而且對調控水資源的3條線也有著重要意義。

在水文工作中，對河流的徑流情況進行實時的監控，對水位進行測驗是必不可少的工作，也是一個重要的工作環節［1］。

隨著我國科學技術的不斷發展，水文領域逐漸有遙測技術滲透，遙測水位計也隨之研發出，在傳統的水文研究中，是一項重大的變革。

本文通過對WYC—9D水文遙測儀的使用，對水位遙測儀的實際使用情況進行分析。

1 水文測驗工作現狀以及特點

1.1 水文測驗工作現狀

我國新疆地區有著遼闊的地域，總面積達到160萬km2，新疆境內共有河流570條，基本水文站設有132個，控制中的河流有94條。

主要監測開展項目為流量、水位、降水、溫度、蒸發、氣溫、水溫、泥沙、水質以及冰情等。主要的測驗方式為委托觀測、駐測以及巡測［2］。

對水的流量進行測驗時，主要采用的測驗方式為吊箱、纜道、船測以及橋測［3］。

當遭遇較大的洪水時，傳統的測驗方式無法對其進行測量時，通常采用的測量方式為水力學法推算以及浮標測流等方式。水位的測試方式為自記和人工觀測等。

目前，新疆各個地區的測驗工作的發展情況不均衡，有些地區的水文測試工作已經在傳統的測試方式上，引入自動采集方式。

使得水文測試更具有時效性與準確性，尤其是水位遙測儀在水文測驗中的使用，不斷地適應社會發展對水文工作的要求［4-5］。

1.2 水文測驗工作特點

在水文測驗工作中，主要有以下4個特點，分別是:隨機性、傳統性、及時性以及標準性特點。

1.2.1 傳統性

在水文測報中，傳統性反映出對水資源選取的監測工作，是一項艱苦而長期的基礎性的工作。

1.2.2 隨機性

隨機性主要折射了未來水量在年內以及年際的變化情況，從而使得空間以及時間的分配上有很大的不均，有極大的不確定性存在［6］。

1.2.3 標準性

標準性指的是進行水文測報時，要根據國家頒布的相應技術規范與標準進行，做到嚴格遵守規章制度。

執行的技術標準以及規范主要有河流流量測驗規范、水文測驗規范、水位觀測規范、水文巡測規范以及河流懸移質泥沙測驗規范等，這些規章制度，為水文測驗工作提供了理論性依據［7-8］。

1.2.4 及時性

及時性指的是進行水文測驗工作時，要具有一定的時效性，測驗結果能夠及時且準確的進行上報，為相關的決策人員提供最為準確且可靠的水文參考資料，從而采取相應的措施來對不同的突發事件加以應對。

2 WYC—9D型的水文遙測儀簡介

對于目前的新疆地區，使用的遙測水位計都是型號WYC—9D的水位遙測儀器，下文中將其簡稱為水位遙測儀，此儀器主要包括水位傳感器(可選擇雷達、浮子、壓力以及超聲波等傳感器)、對數據進行采集的儀器，進行定時采集后，將有效的數據送往顯示器顯示、存儲器存儲、無線發射器進行發射以及傳輸。

對于供電線路無法到達的地區，則需要采用太陽能電池來完成供電，主要提供的電流為12V的直流電源，將此作為工作選用的電源。

3 布設形式

此形式的傳感器會根據儀器與水流相互接觸的不同，分出非接觸形式與接觸形式對不同的水域水位進行感測，并將電量自動轉化成為格雷碼或者是4～20 mV，并將此電量輸送到數據采集器中對其進行定時的采集并處理。

其中，接觸式形式的水位計對不同的河流形式進行測量時，其布設方式主要分為兩種形式。

1)岸式，此種形式指的是通過對河道與豎井之間的連通，從可使得河道內的水位與豎井內的水位處于一致。從而通過安設于豎井內的浮子，來對水位進行確定［9］。

采取此種測量方式時，觀測人員可以在岸上對其進行相應的操作。

2)島式，采取此種方式時，要將自記水位計井建造到河道內部，也是通過井內的浮子來對河道內的水位進行確定，此時工作人員進行觀測時，需要通過棧橋到達井臺，從而進行相應的操作。

非接觸形式的數位計在進行工作時，具體步驟是，通過對超聲波以及雷達等探頭，不對水面進行直接的接觸，而是將信號發射到水面上，當信號接觸水面后，便可以接受折回信號，從而計算出水位［10］。采用此種水位計進行計量時，要向河道內設置具有延伸性的支架，這樣便可以進行計量工作。

4 工作流程

以上陳述的水位計無論是非接觸式水位計還是接觸式水位計，當儀器安裝完畢后，遙測水位計將在河道內，將相應的數據獲取，然后將此數據進行數字遠傳，將信號發射到水文站或者是其它相關部門。當水文站等部門接收到信號后，便會進行預設的軟件處理，將相應的數據顯示到計算終端上，從而得出準確的水位以及相應的動態變化情況。

5 對水位遙測、流量的巡測以及間測工作加大工作量

在實際的水文測驗工作中，要根據不同水文網站的作用、工作性質以及類別等，研究以及采用不同的測驗方式，具有針對性的進行水文測驗，可以在最大程度上提高工作的效率。

由于新疆是一個地域遼闊的地區，因此需要進行水文監測的區域也會很多，隨著河道引水、跨流域調水的不確定性，荒地開發以及農業種植的結構調整等因素遞增，水文測驗工作會搭配上新的標準與要求。

為了提高水文測驗的工作效率，使得監測范圍擴大，應該走出傳統模式中固守斷面的模式，對流量巡測、水位遙測以及間測的工作量加大。

對流域中下游的渠道測流、灌區以及水量巡測等進行工作力度的加強，使得站網不足問題得到解決，能夠將水文資料進行及時且準確的掌握。

6 遙測儀的優點

1)在傳統的水文工作中，要完全依靠人工來進行觀測，現有的多數工作測試站房和斷面的距離偏大，當新疆處于汛期時，特別是洪水來臨時，對水位進行觀測工作的密度會加大，發生洪水的過程中，還會伴有大風以及降雨過程，這使得工作人員在進行工作時，工作量大，工作難度也增加。

水位遙測儀的使用，使得水位數據在進行搜集、處理以及傳輸過程都實現了自動化，可以實現河邊的全天候無人看守，只需要在計算機終端對數據進行處理即可，極大地提高了水文觀測工作的安全性、時效性與準確性。

2)進行水位遙測之后，水位數據便可以按照先前設定好的時間間隔，向水文站不斷地發送信號，從而將整個洪水過程監測并記錄，避免有洪峰被漏測的現象發生，測驗質量以及測洪的能力都有很大的提高。

3)水位遙測儀的使用，和一些先進技術一樣，對儀器操作者的專業能力要求低，這對水文工作站來講具有重要意義。

可以在水位站中設立一些非專業性的工作人員，臨時人員對其進行看守，這樣不僅可以解決水文站工作人員緊張的情況，而且還能保證水文測驗數據的質量。

4)與舊有的水文測驗工作相比，水位遙測儀不僅具有一定的精度性與時效性，而且極大地減輕了工作強度與水文工作量，使得水文工作逐漸向信息化與現代化方向發展，滿足社會發展對水文工作的要求。

水文遙測技術具有很多優勢，但是就目前的情況來講，先進的水文技術還無法完全將傳統的技術取代，主要原因如下:

1)這一類別水位遙測儀的使用還處于試用階段，遙測儀器的種類繁多，且觀測格式也是各不相同。

水文的相關部門還沒有針對先進的水文測驗技術提出完善的規范和標準，造成遙測水位的有些功能無法真正實現。對水位數值進行觀測時，還需要通過人工形式進行定時的觀測，并作出及時地訂正。

2)對水位遙測儀器測量出來的數據，還需要進行處理，才可供應當地的各類別預報服務。而目前我國缺少對其進行必要處理的軟件，從而使得其數據的準確性與有效性受到影響。

3)對水文測驗來講，水文遙測儀是一項高新的產品，在對其進行推廣以及使用的同時，需要配備相應的維修以及維護工作人員，對這種具有特殊性與重要性人才的培養是非常必要的，而對于目前來講，這樣的人才還是非常欠缺的，根本無法滿足水文測驗工作的大量需要。

7 結語

遙測技術作為目前水文工作有效的工具與先進的手段，對傳統的水文進行代替，為新疆水文工作的發展奠定基礎，促進了社會的發展。

對遙測技術的局限性與優勢進行了解與認識，并結合新疆地區的水資源特點和水資源的研究優勢，以實際使用目的，對遙感技術在水文領域的使用進行進一步的深化，為水文信息化與現代化建設提供基礎保障。

［1］胥俊.水位遙測儀在新疆水文測驗中的應用［J］.水利科技與經濟，2013，19(09):17-18.

［2］谷苗苗.對水文測驗工作的思考［J］.河南水利與南水北調，2012(10):14-15.

［3］林華.水電站水位遙測系統設計與實現［J］.電子技術，2008(01):79-83.

［4］靳孝峰，張艷.水位遙測系統的研制［J］.人民黃河，2010，32(04):23-24.

［5］郭謀發.基于電力線載波通信的水庫水位遙測系統［J］.福州大學學報:自然科學版，2008，36(04):246-249.

［6］王迎風.大慶地區防洪工程水位遙測系統的建設設想［J］.黑龍江水利科技，2012，40(06):329-331.

［7］楊昀.安化站YCH-1D型水情(雷達水位)數據遙測儀的應用［J］.湖南水利水電，2009(04):69-71.

［8］湯越強.內蒙古額爾古納河短波全自動水位遙測系統［J］. 北京水利，1995(02):47-50.

［9］林聿勝，林華.水電站水位遙測系統設計與實現［J］.電子技術，2008(01):79-83.

［10］靳孝峰，張艷.水位遙測系統的研制［J］.人民黃河，2010，32(04):23-24.