水位遥测仪在新疆水文测验中的应用

赵 勇

(乌鲁木齐水文水资源勘测局，乌鲁木齐830000)

0 前言

在我国，新疆辖区的总面积占据全国总面积的1/6，而水资源的占有量只有全国总水资源量的3%。多数水资源都是以冰川的形式将水存积，待融化后形成径流，对于这一部分水资源，能够被利用的可谓稀缺水资源。

对于主抓水资源的勘测局来讲，对新疆水量进行勘测是非常重要的，是工作中的重点，对新疆当地各个河流的水量状况进行精准且实时的掌握，并对有限的水资源进行科学且合理的利用，不仅对缓解当地水资源紧张状况有重要意义，而且对调控水资源的3条线也有着重要意义。

在水文工作中，对河流的径流情况进行实时的监控，对水位进行测验是必不可少的工作，也是一个重要的工作环节［1］。

随着我国科学技术的不断发展，水文领域逐渐有遥测技术渗透，遥测水位计也随之研发出，在传统的水文研究中，是一项重大的变革。

本文通过对WYC—9D水文遥测仪的使用，对水位遥测仪的实际使用情况进行分析。

1 水文测验工作现状以及特点

1.1 水文测验工作现状

我国新疆地区有着辽阔的地域，总面积达到160万km2，新疆境内共有河流570条，基本水文站设有132个，控制中的河流有94条。

主要监测开展项目为流量、水位、降水、温度、蒸发、气温、水温、泥沙、水质以及冰情等。主要的测验方式为委托观测、驻测以及巡测［2］。

对水的流量进行测验时，主要采用的测验方式为吊箱、缆道、船测以及桥测［3］。

当遭遇较大的洪水时，传统的测验方式无法对其进行测量时，通常采用的测量方式为水力学法推算以及浮标测流等方式。水位的测试方式为自记和人工观测等。

目前，新疆各个地区的测验工作的发展情况不均衡，有些地区的水文测试工作已经在传统的测试方式上，引入自动采集方式。

使得水文测试更具有时效性与准确性，尤其是水位遥测仪在水文测验中的使用，不断地适应社会发展对水文工作的要求［4-5］。

1.2 水文测验工作特点

在水文测验工作中，主要有以下4个特点，分别是:随机性、传统性、及时性以及标准性特点。

1.2.1 传统性

在水文测报中，传统性反映出对水资源选取的监测工作，是一项艰苦而长期的基础性的工作。

1.2.2 随机性

随机性主要折射了未来水量在年内以及年际的变化情况，从而使得空间以及时间的分配上有很大的不均，有极大的不确定性存在［6］。

1.2.3 标准性

标准性指的是进行水文测报时，要根据国家颁布的相应技术规范与标准进行，做到严格遵守规章制度。

执行的技术标准以及规范主要有河流流量测验规范、水文测验规范、水位观测规范、水文巡测规范以及河流悬移质泥沙测验规范等，这些规章制度，为水文测验工作提供了理论性依据［7-8］。

1.2.4 及时性

及时性指的是进行水文测验工作时，要具有一定的时效性，测验结果能够及时且准确的进行上报，为相关的决策人员提供最为准确且可靠的水文参考资料，从而采取相应的措施来对不同的突发事件加以应对。

2 WYC—9D型的水文遥测仪简介

对于目前的新疆地区，使用的遥测水位计都是型号WYC—9D的水位遥测仪器，下文中将其简称为水位遥测仪，此仪器主要包括水位传感器(可选择雷达、浮子、压力以及超声波等传感器)、对数据进行采集的仪器，进行定时采集后，将有效的数据送往显示器显示、存储器存储、无线发射器进行发射以及传输。

对于供电线路无法到达的地区，则需要采用太阳能电池来完成供电，主要提供的电流为12V的直流电源，将此作为工作选用的电源。

3 布设形式

此形式的传感器会根据仪器与水流相互接触的不同，分出非接触形式与接触形式对不同的水域水位进行感测，并将电量自动转化成为格雷码或者是4～20 mV，并将此电量输送到数据采集器中对其进行定时的采集并处理。

其中，接触式形式的水位计对不同的河流形式进行测量时，其布设方式主要分为两种形式。

1)岸式，此种形式指的是通过对河道与竖井之间的连通，从可使得河道内的水位与竖井内的水位处于一致。从而通过安设于竖井内的浮子，来对水位进行确定［9］。

采取此种测量方式时，观测人员可以在岸上对其进行相应的操作。

2)岛式，采取此种方式时，要将自记水位计井建造到河道内部，也是通过井内的浮子来对河道内的水位进行确定，此时工作人员进行观测时，需要通过栈桥到达井台，从而进行相应的操作。

非接触形式的数位计在进行工作时，具体步骤是，通过对超声波以及雷达等探头，不对水面进行直接的接触，而是将信号发射到水面上，当信号接触水面后，便可以接受折回信号，从而计算出水位［10］。采用此种水位计进行计量时，要向河道内设置具有延伸性的支架，这样便可以进行计量工作。

4 工作流程

以上陈述的水位计无论是非接触式水位计还是接触式水位计，当仪器安装完毕后，遥测水位计将在河道内，将相应的数据获取，然后将此数据进行数字远传，将信号发射到水文站或者是其它相关部门。当水文站等部门接收到信号后，便会进行预设的软件处理，将相应的数据显示到计算终端上，从而得出准确的水位以及相应的动态变化情况。

5 对水位遥测、流量的巡测以及间测工作加大工作量

在实际的水文测验工作中，要根据不同水文网站的作用、工作性质以及类别等，研究以及采用不同的测验方式，具有针对性的进行水文测验，可以在最大程度上提高工作的效率。

由于新疆是一个地域辽阔的地区，因此需要进行水文监测的区域也会很多，随着河道引水、跨流域调水的不确定性，荒地开发以及农业种植的结构调整等因素递增，水文测验工作会搭配上新的标准与要求。

为了提高水文测验的工作效率，使得监测范围扩大，应该走出传统模式中固守断面的模式，对流量巡测、水位遥测以及间测的工作量加大。

对流域中下游的渠道测流、灌区以及水量巡测等进行工作力度的加强，使得站网不足问题得到解决，能够将水文资料进行及时且准确的掌握。

6 遥测仪的优点

1)在传统的水文工作中，要完全依靠人工来进行观测，现有的多数工作测试站房和断面的距离偏大，当新疆处于汛期时，特别是洪水来临时，对水位进行观测工作的密度会加大，发生洪水的过程中，还会伴有大风以及降雨过程，这使得工作人员在进行工作时，工作量大，工作难度也增加。

水位遥测仪的使用，使得水位数据在进行搜集、处理以及传输过程都实现了自动化，可以实现河边的全天候无人看守，只需要在计算机终端对数据进行处理即可，极大地提高了水文观测工作的安全性、时效性与准确性。

2)进行水位遥测之后，水位数据便可以按照先前设定好的时间间隔，向水文站不断地发送信号，从而将整个洪水过程监测并记录，避免有洪峰被漏测的现象发生，测验质量以及测洪的能力都有很大的提高。

3)水位遥测仪的使用，和一些先进技术一样，对仪器操作者的专业能力要求低，这对水文工作站来讲具有重要意义。

可以在水位站中设立一些非专业性的工作人员，临时人员对其进行看守，这样不仅可以解决水文站工作人员紧张的情况，而且还能保证水文测验数据的质量。

4)与旧有的水文测验工作相比，水位遥测仪不仅具有一定的精度性与时效性，而且极大地减轻了工作强度与水文工作量，使得水文工作逐渐向信息化与现代化方向发展，满足社会发展对水文工作的要求。

水文遥测技术具有很多优势，但是就目前的情况来讲，先进的水文技术还无法完全将传统的技术取代，主要原因如下:

1)这一类别水位遥测仪的使用还处于试用阶段，遥测仪器的种类繁多，且观测格式也是各不相同。

水文的相关部门还没有针对先进的水文测验技术提出完善的规范和标准，造成遥测水位的有些功能无法真正实现。对水位数值进行观测时，还需要通过人工形式进行定时的观测，并作出及时地订正。

2)对水位遥测仪器测量出来的数据，还需要进行处理，才可供应当地的各类别预报服务。而目前我国缺少对其进行必要处理的软件，从而使得其数据的准确性与有效性受到影响。

3)对水文测验来讲，水文遥测仪是一项高新的产品，在对其进行推广以及使用的同时，需要配备相应的维修以及维护工作人员，对这种具有特殊性与重要性人才的培养是非常必要的，而对于目前来讲，这样的人才还是非常欠缺的，根本无法满足水文测验工作的大量需要。

7 结语

遥测技术作为目前水文工作有效的工具与先进的手段，对传统的水文进行代替，为新疆水文工作的发展奠定基础，促进了社会的发展。

对遥测技术的局限性与优势进行了解与认识，并结合新疆地区的水资源特点和水资源的研究优势，以实际使用目的，对遥感技术在水文领域的使用进行进一步的深化，为水文信息化与现代化建设提供基础保障。

［1］胥俊.水位遥测仪在新疆水文测验中的应用［J］.水利科技与经济，2013，19(09):17-18.

［2］谷苗苗.对水文测验工作的思考［J］.河南水利与南水北调，2012(10):14-15.

［3］林华.水电站水位遥测系统设计与实现［J］.电子技术，2008(01):79-83.

［4］靳孝峰，张艳.水位遥测系统的研制［J］.人民黄河，2010，32(04):23-24.

［5］郭谋发.基于电力线载波通信的水库水位遥测系统［J］.福州大学学报:自然科学版，2008，36(04):246-249.

［6］王迎风.大庆地区防洪工程水位遥测系统的建设设想［J］.黑龙江水利科技，2012，40(06):329-331.

［7］杨昀.安化站YCH-1D型水情(雷达水位)数据遥测仪的应用［J］.湖南水利水电，2009(04):69-71.

［8］汤越强.内蒙古额尔古纳河短波全自动水位遥测系统［J］. 北京水利，1995(02):47-50.

［9］林聿胜，林华.水电站水位遥测系统设计与实现［J］.电子技术，2008(01):79-83.

［10］靳孝峰，张艳.水位遥测系统的研制［J］.人民黄河，2010，32(04):23-24.