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数字化水文水资源监测模式探究姜明康付晓东

发表时间：2021/7/23 来源：《建筑科技》2021年7月下作者：姜明康付晓东

[导读] 众所周知，水是生命之源。随着经济的发展，人们对水资源利用提出更加便捷、高效的要求。水文水资源监测站作为水文处理工作的最前沿，要积极地运用高新技术，以便更好地满足大众对于便捷高效水资源的需求，采用整体数字化的方式进行信息的采集和分析代替以往的水资源要素人工监测预报方式，促使数字化监测模式和雨水情报工作能够有机结合起来，在预测和分析水文情势变化规律上有着非常显著的成效。

河南省洛阳市黄河水利委员会洛阳水文水资源勘测局姜明康付晓东 471013

摘要：众所周知，水是生命之源。随着经济的发展，人们对水资源利用提出更加便捷、高效的要求。水文水资源监测站作为水文处理工作的最前沿，要积极地运用高新技术，以便更好地满足大众对于便捷高效水资源的需求，采用整体数字化的方式进行信息的采集和分析代替以往的水资源要素人工监测预报方式，促使数字化监测模式和雨水情报工作能够有机结合起来，在预测和分析水文情势变化规律上有着非常显著的成效。加快水文测报工作的现代化进程，使水文水资源和水环境突发情况的监测能力得到全方位的提升，从而使水文水资源的监测工作能够适应和促进社会经济的发展需要，提升服务的效率。
关键词：数字化；水文资源；监测模式
        引言
        随着经济社会的发展和信息技术的进步，一些新的科技技术应运而生，在很多领域得到了广泛应用，促进了信息交流和传递效率的提升。水利产业的发展过程中，水文水资源监测和管理工作是一项基础性工作，监测部门在为水利管理提供相关数据信息的同时，也需要为社会其他与水利相关的企业提供信息服务，因此，加强水文水资源监测模式的探究至关重要，新的发展时期，要充分借助现代化信息技术，加快水文水资源监测的数字化进程，从而提升水文水资源监测及对水环境的监测跟踪能力，更好地适应社会经济的发展。
        1水资源环境状况的基本概述
        近些年来，我国洪涝灾害的发生愈发频繁，洪涝灾害为人们生活和财产带来的危害也愈来严重，洪涝灾害不仅发生频繁，更是影响着人们的正常生活。工业废水的排放以及其他工业水污染也影响到了人们的正常生活，导致水资源环境不断恶化，可有效利用的水资源也越来越少。水资源生态环境的恶化影响着气候的变化，导致天气变化异常不稳定。气候变化存在着诸多不稳定因素，很有可能会增加洪涝灾害发生的速度和频率，导致无法进行正常的农业活动，影响人们的日常生活。在目前这个阶段，还是要将主力放在治理水资源的环境方面，改善被破坏的水资源环境生态，对水资源的污染进行治理和防护，及时监测天气预防发生洪涝灾害等。
        2数字化水文水资源监测概述
        数字化水文水资源监测系统的构成部分有传感器、主控制器、通信模块，这一系统能够准确、实时、高效采集、处理和传输各项水文数据，为水资源管理、防汛抗旱工作提供数据支持。通过分析水文水资源监测工作的实际情况，发现了很多发展不平衡的问题，具体体现在水资源短缺、水环境污染、洪涝灾害等方面，直接影响社会经济发展和人民群众生产生活。因此，水利部门必须做好水资源开发、利用和管理工作，有效提升水资源监测质量。现阶段，数字化水文水资源监测系统功能日益完善，应用范围在不断扩大，能够准确预测水情变化及趋势，这样水利管理部门就能够准确预判水资源情况，及时预防用水安全风险，避免因旱涝灾害带来的不利影响。
        3数字化水文水资源监测模式结构
        3.1传感器
        传感器设备主要是采集水文水资源监测数据。常用的2种传感器分别是雨量传感器和水位传感器。降雨量是水文计算中的关键数据，通过分析各个区域的历史降雨资料，可以判断未来的水情变化情况，这样管理部门就能够提前防范旱涝灾害。雨量计是雨量传感器的重要组成部分，翻斗式雨量计最为常用，其具有结构简单、计算准确、稳定性强等优势。在水利行业的农田灌溉、水库、湖泊管理工作中，水位资料应用范围比较广泛，水利部门可以根据水位资料，合理选择灌区的灌溉方式，针对调水、排水的情况进行准确判断。现阶段，水利部门普遍应用自动化水位传感器，如浮子水位计、激光水位计等，现已取代了传统的人工观测水尺读数方式。

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        3.2主控制器
        在数字化水文监测系统中，主控制器是其中的重要结构，其性能直接决定着系统的整体性能，主控制器可以和其他模块进行有效连接，及时处理分析、储存各项数据资料，随后将ADC/DAC在微型处理器中，为数据量形式变换提供支持。例如，水利部门利用ADC技术放大信号，能够扩大微弱降雨量数据，提高数据处理的准确性，还可以在主控制器中整合多个I/O端口，为系统升级提供便利，满足扩充的实际要求，延长微处理器的使用年限。
        3.3通信模块
        数据传输形式主要分成2种，分别是有线传输和无线传输。无线传输在现代数字水文水资源监测中得到了有效应用。不受地形、自然环境的影响，无线传输模块类型比较多，很多都是GPRS通信，运输速度比较快，具有很强的兼容性，无须投入大量成本作为支持。通过选择通信模式，提高监测系统的整体性，能源消耗量少，满足了水文监测系统技术指标要求。
        3.4电源模块
        通常情况下，水文水资源监测系统设置在户外，电缆线架设所需成本比较高。为了有效解决工程难题，减少成本的投入，水利部门会使用太阳能蓄电池供电，通过分析电压、容量、温度等各项指标，其能够在潮湿环境中运行，这时可以选择密封铅酸蓄电池。除此之外，户外工作对蓄电池设备供电持久性提出了严格要求，减少了电能消耗量，实行分区管理模式，确保其在阴雨环境中能正常运行，提供可靠的电力能源支持。
        4数字化水文水资源监测模式功能的实现
        首先，水文水资源监测系统的传感器、控制器和通信模块，针对降雨情况进行实时监测，采集更多的水文数据和资料进行处理，将各项数据传输给水利部门，根据水文变化情况进行判断、分析，采取相应的措施予以处理，如针对河流湖泊水位高于警戒水位的情况进行监视，利用水文资源监测系统监测，在上游河流有大规模、连续降雨的情况下，提前做好防汛准备工作，还可以打开湖泊闸口，提前做好洪水预防工作，减少洪水灾情问题的出现。其次，在监视系统设置面向用户的窗口。目前，很多水利部门建立了水文信息管理平台，这一平台针对水文资源监测系统进行了扩展，能够确保监测数据的充分利用。同时，水文信息管理平台可以做好上传水文数据的二次处理工作，为人员管理、数据使用提供了支持，实现信息查询功能，以满足用户对信息的各项需求。除此之外，水文信息管理平台具有防洪报警功能，能够事先报警，及时做出反应，提高突发事件反应能力，确保汛期的安全性。并且管理平台能够支持用户信息验证、记录，基础资料模块能够综合查询当地水库、河流湖泊的数据和资料，以满足人民群众的资料查询需求，及时添加、删减、修改各项信息。最后，数字化水文水资源监测系统具有信息发布系统，利用网页制作技术，在互联网平台发布各项水文信息，用户利用互联网技术充分了解当地实际情况，建立水文水资源监控App，及时公布水利情况，有效地传播各项数据，提高水文水资源监测的整体质量。
        结语
        总之，在信息时代，数字化水文水资源监测系统借助传感技术、通信技术得到了快速发展，这一系统具有监测数据上报、查询、报警等各项功能，为水利部门各项工作的开展提供了数据支持，在很大程度上推动着水利行业的发展。
参考文献
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