淺析水文自動化在雨水情監測中的應用

吳洋

摘要：自動化技術廣泛應用于多個領域，其中應用最顯著的領域就是雨水情監測領域。在進行雨水情監測的過程中，設置多個監測點，監測裝備能夠自動獲取監測數據，并將監測數據傳遞到接收器一端，便于檢測人員進行數據整理與分析。本文就針對水文自動化技術進行了探討，對水文自動化的應用、優勢等進行了分析。

關鍵詞：水文自動化；雨水情監測；應用

伴隨科學的進步與技術的完善，自動化技術得到了廣泛的運用，其中一項重要的應用領域就是雨水情監測。在雨水情監測過程中，需要設置大量的監控點，將這些監控點的監測數據獲取后傳遞給數據中心。傳統的水文監測選取電話線傳遞數據，而現今采用數據網絡進行數據傳輸，這種方式不僅在成本上大大少于傳統模式，同時也確保了數據傳輸的穩定性，增加了數據的精準性，提高了水文管理工作的高效性。

1 水文自動化應用的目標與任務

在工程中引進水文自動化技術，應用自動化系統，主要是為了實現幾個目標：對監測點的水位情況、流速大小、流量多少、雨水含量、水質指標等進行不同時間、不同地點的監測。水位高低與雨量多少能夠直接判斷出雨水情的真實狀況，根據自動化技術提供的信息與數據，對水資源進行有效的配置，進而充分發揮水電設備的防洪防澇、蓄水備用等功效，確保施工過程的安全性，并且能夠對易產生洪澇災害地區的人民的人身安全予以保障。

為了對雨水情進行更加深入、更加準確的了解，提升工程的整體效益，水文自動化技術存在以下幾方面的任務：（1）對水位高低的相關信息進行獲取與上傳；（2）對雨水量多少的相關數據進行獲取與上傳；（3）對監測到的水位高低、雨水量多少的相關數據進行儲存，并對信息加以管理；（4）對監測到的水位數據、雨水量信息進行分析，聯系歷史資料對這些信息進行潛在風險探測；（5）綜合已有的洪水線等信息，對探測到的風險進行風險防范，并進行及時預警。

2 水文自動化應用的優勢

2.1 投入成本低

水文自動化技術采用無線網絡進行數據的采集，相較于傳統的數據采集模式，這種模式只需要安裝相關的通信設備，無需再進行網絡的創建，因此在成本上節約了很大一部分；與之同時，應用自動化技術能夠實現實時監控，由于該技術應用無線網絡進行數據傳輸，因此能夠保證數據傳遞的流通性，同時還能夠實現數據邊監測邊傳遞的目標，不會出現延時現象。不需要輪回就能夠完成對各個監測點數據的接收及存儲，通過這種無線網絡能夠比較好地滿足信息實時傳輸要求。

2.2 監控功能強大

首先，系統的監控范圍非常廣。自動化技術不會受到外界條件過大的影響，即使是在偏遠的山區以及非常惡劣的環境下進行應用，依然能夠正常工作。即使監測點的分布非常擴散，但這種情況也不會影響到自動化技術的監測結果，因此該技術能夠監測非常廣闊的范圍。其次，自動化技術采用無線網絡，并且無線網絡幾乎實現了全面覆蓋，監測區不會出現盲區，這也為大范圍監控提供了很好的基礎，能夠滿足監測工作中監測點的有效采集。最后，能夠實現遠程監控設備。該技術能夠遠程進行時間校對、監測開關調控等等，能夠運用網絡實現系統的在線升級。

2.3 傳輸效率高

體現在兩個方面，一方面是具有非常高的傳輸速度。當前的數據網絡傳輸速度能夠達到171.2 Kbit/s，傳統的雨水情監測點的數據傳輸速度僅僅能夠達到10 Kbps，但是應用自動化技術能夠將速度提升到40 Kbps，因此大大提升了數據的傳輸速度。另一方面，傳輸容量較大。在對雨水情進行監測的過程中，需要設置非常多的監測點，因此會得到非常多的監測數據，自動化技術能夠實現實時監測與數據的實時傳輸，不僅具有非常大的數據容量，同時能夠降低突發現象引發的數據丟失的現象發生。

3 自動化技術在實際應用中的注意點

3.1 設備安裝與采集

現今自動化技術在雨水情監測中的應用主要是對水位高低的監測以及雨量多少的監測。當前，很多單位都采用自動化技術制成一站式的水文信息遙測站。監測站的監測點分布于各處，并且由無線網絡技術加以維持，所以自動化技術在實際的應用中，設備的安裝會采用電能與太陽能相結合的發電系統，這樣能夠實現設備的有效運行。對于水位監測站點的安裝，需要測量監測點的高程，以便后續的計算，同時在安裝完畢時，再遵照預先設置運行設備。對于雨量計的安裝，共有兩種模式，一種是虹吸模式，另一種是翻斗模式，而后者的應用比較廣泛，同水位計相同，雨量監測站點安裝完畢時，需遵照預先設置運行設備。

3.2 數據傳輸與管理

在雨水情監測中，監測站都呈現出離散分布模式，但是數據都是集中管理。為了確保數據的有效傳輸，就不會選取不同站點中的架線傳輸模式，而是選用遠程無線控制模式，當發生危機情況或是特殊情形時，會由人工進行數據的采集。而無線通信主要包括幾種形式：超短波數據傳輸、衛星傳輸以及移動數據網絡。最后一種通信形式現今廣泛應用于自動化技術中，正是基于移動網絡已經覆蓋大部分地域，數據信息的高速傳輸不僅能夠確保傳輸的穩定同時還能夠減少運行成本的投入，因此在自動化技術應用于雨水情監測的系統中，大多采用移動數據網絡。由這種無線通信模式進行數據采集，能夠對水位情況與雨量情況進行高效、精準、實時監測，并能夠將數據全部傳輸到信息控制中心。通過構建相應的數據庫和開發建設相應的信息化管理軟件，實現數據的統一管理、訪問與共享。

3.3 預警

自動化技術應用在雨水情監測時，預警功能尤為關鍵。此功能創建的目的就是能夠在預測災情時，可以在最短時間內發出警報，并提供有利的信息，構建預防災情的系統，確保決策的正確、及時、有效。雨水情監測過程中，預警分為兩個方面：一方面是低于正常值，此類信息不會造成工程災難，但是會影響經濟收益，該現象由郵箱模式發出；另一方面則是超過安全警戒值，此類現象不僅會引發工程事故，同時還會對居民的生命造成威脅，該現象都是由短信模式發出。當監測數據與歷史資料相差不大，系統會將信息發給管理者，并且能夠自動警報；而當監測數據與歷史資料相差較大時，例如水庫監測中，會自動控制閘門的啟閉，同時能夠向管理員發送警報，以高音喇叭的模式通知給周邊的民眾，民眾在接收到通知后，能夠及時撤離。