水文水利環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)適用于遠(yuǎn)程監(jiān)測自然河流、人工運(yùn)河、景觀河道等的實(shí)時(shí)水文狀況,在及時(shí)掌握河流水源變化情況并及時(shí)預(yù)警洪澇事故、避免人員和經(jīng)濟(jì)損失等方面有著重要意義。
系統(tǒng)優(yōu)勢:
水文水利環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成說明:
數(shù)據(jù)感知:水位計(jì)、雨量筒實(shí)時(shí)測量現(xiàn)場水位、降雨量數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)上報(bào):水文遙測終端實(shí)時(shí)采集水位計(jì)、雨量筒輸出信號,并遵循水文通信規(guī)約將監(jiān)測數(shù)據(jù)上報(bào)。
數(shù)據(jù)傳輸:監(jiān)測數(shù)據(jù)通過GPRS、CDMA、4G、NB-IOT或北斗衛(wèi)星傳送給“省/市水文監(jiān)測預(yù)警平臺"。
數(shù)據(jù)應(yīng)用:監(jiān)測預(yù)警平臺實(shí)時(shí)顯示、存儲各監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù),并及時(shí)分析、發(fā)布預(yù)警信息。
水文水利環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能:
通信方式的選擇:
◆ 監(jiān)測點(diǎn)GPRS/CDMA信號較好時(shí),采用GPRS/CDMA通信。
以內(nèi)蒙古某地中小河流水文監(jiān)測現(xiàn)場舉例:
該地為平原地區(qū),監(jiān)測點(diǎn)雖然遠(yuǎn)離市區(qū),但附近的GPRS信號質(zhì)量很好,因此選擇GPRS作為現(xiàn)場設(shè)備與監(jiān)控中心的通信方式。
水文監(jiān)測手段
水文監(jiān)測一般由信息采集、信息存儲和信息傳輸?shù)?個(gè)部分組成。水文信息通過傳感器或人工方式獲取后,以一定的方式記錄和存儲,一些需要實(shí)時(shí)水文信息的測站采取一定的方式傳輸?shù)较嚓P(guān)部門。
改革開放前,我國資料收集一般為人工方式,經(jīng)過近十幾年技術(shù)飛速發(fā)展,資料收集的自動化程度和現(xiàn)代化水平得到了極大提高??偟膩碚f,水位和雨量收集的自動化程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于流量。一些流域和地區(qū)的水位和雨量信息已經(jīng)具備了較高的自動化水平,其中的一些(如長江干流以及其主要支流出口處的所有水位、雨量項(xiàng)目)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了采集、存儲和傳輸?shù)娜套詣踊?。相對而言,流量、泥沙采集新技術(shù)和新儀器還不成熟,并無實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。
流量測驗(yàn)的載體有纜道、測船、水工建筑物、橋梁等。其中纜道、測船和橋梁作為傳統(tǒng)流速儀法測流的施測載體,基本原理相同,只是根據(jù)不同的測站條件選擇適用的載體形式,并且只能通過升級載體的機(jī)械自動化水平來達(dá)到半自動化測流;水工建筑物利用水工程的相關(guān)信息施測或推算流量,屬于間接流量測驗(yàn)方式;1956年長江流域規(guī)劃辦公室(現(xiàn)長江水利委員會)在北碚站上架設(shè)了我國第一座機(jī)動水文纜道,纜道因其的成本較低,通用性較好且技術(shù)成熟,我國目前有一半的流量測驗(yàn)斷面選擇其作為主要測驗(yàn)方式,這些斷面較多地分布在適合建造纜道的中小河流和河流的中上游地區(qū)。早期的橋測很多是修建水文專用測橋,20世紀(jì)七八十年代曾達(dá)到高峰,其后橋測方式逐漸減少。測船方式的成本較大,20世紀(jì)五六十年代,測船水文絞關(guān)、過河索吊船等技術(shù)取得了很大進(jìn)展,因而這一段時(shí)期,水文測站采用船測法,特別是過河索吊船方式的較多。水工建筑物的使用條件很苛刻,只能應(yīng)用在具備條件的地方,所占比例較小。流量測驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備,絕大多數(shù)是在20世紀(jì)七八十年代配備完成的,二三十年來,很多設(shè)施經(jīng)過了更新改造,自動化程度總體上有所提高,但在測驗(yàn)方式方面并沒有大的改變。
流量的記錄型式主要有自動測報(bào)、固態(tài)存儲和人工觀讀。自動測報(bào)實(shí)際上是指流量測驗(yàn)從采集、存儲到傳輸?shù)囊幌盗羞^程的自動化,目前只有極少數(shù)測站達(dá)到這一水平,固態(tài)存儲均指流量信息采集后通過計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備加以計(jì)算處理和記錄存儲。人工觀讀是最為傳統(tǒng)和效率低的方式。
水文信息傳輸方式主要有PSTN、衛(wèi)星、無線公網(wǎng)、電臺、話傳、人工數(shù)傳等。PSTN通過程控電話撥號數(shù)模轉(zhuǎn)換傳輸數(shù)據(jù),理論上,有固定電話的測站配備調(diào)制解調(diào)器后均可以實(shí)現(xiàn),成本也比較低,然而很多水文測站分布在人煙稀少的偏遠(yuǎn)農(nóng)村,農(nóng)網(wǎng)電話線路可致使數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò),這是PSTN并不是很普及的主要原因。衛(wèi)星傳輸是經(jīng)過測站的衛(wèi)星數(shù)據(jù)發(fā)射器傳送、通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的方式,目前長江流域普遍采用的衛(wèi)星有海事衛(wèi)星Inmarsat -C和我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星兩種形式,衛(wèi)星方式基本不受區(qū)域限制,但是通信費(fèi)用相對較高。無線公網(wǎng)是通過移動服務(wù)提供商提供的2G (GSM)或2.5G (GPRS、CDMA)無線通信服務(wù)發(fā)送數(shù)字信息的傳輸方式,如常見的短信方式,該種方式只能在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)使用。電臺是通過超短波進(jìn)行信息傳輸?shù)姆绞剑恍柰ㄐ刨M(fèi)用,但通信距離有限,且受地形影響。話傳和人工數(shù)傳都屬于人工方式,不同的是話傳是人工打電話,人工數(shù)傳是人工發(fā)電報(bào)等,均屬于較陳舊的工作方式。