浅析我国水文监测数据分析方法

邓清漪，邱小如，高　虎（河南省驻马店水文水资源勘测局，河南　驻马店　463000）



浅析我国水文监测数据分析方法

邓清漪，邱小如，高虎（河南省驻马店水文水资源勘测局，河南驻马店463000）

我国的经济已经进入快速发展阶段，人们对各种资源的开发和利用已经越来越深入，这些原因是导致气候变化的主要因素之一。这一情况已经引起了全世界人民的注意，为了更好的实现对水资源的合理利用和开发，以解决目前影响全球的水资源问题。同时，通过对水文监测数据的分析可以为社会可持续发展做出相应的贡献，这就要求我们必须正确认识到水文监测数据利用的重要性，并根据目前对水文水资源的开发情况做出符合现在情况的分析，并通过智能测控技术的应用来解决水文监测中存在的问题，以充分保证我国的水资源在合理的范围内进行可持续的开发。

水文监测；数据分析；方法

1　水文监测概述

所谓的水文监测工作主要指的是在某一时间段内的对某一特定区域内出现的水文信息的整理和收集的工作，而这些信息对我国的水力资源的可持续发展和规划工作都起到了重要的参考价值，也为我国的防涝抗旱工作提供重要的数据基础，同时也为我国水利工程的建设与管理工作提供了重要的依据。

水文监测工作适用的范围比较广阔，它主要是通过水文部门对各项与水有关的参数进行实时监控的过程，其主要监控对象有江河湖海及人工河道、渠道、地下水等。在进行监测的过程中其主要内容为，对水的水文、流量、速度、蒸发情况、水质及自然降水等，目前我国在对水文进行监测的过程中采用的一般为无线通信的方式，通过这种方式可以有效获得监测的数据，为我国水文监测工作的效率提升起到了帮助的作用。

2　水文监测方案的设置

2.1基本断面设置

在进行水文监测数据的测定过程中，要根据当地情况对监测数据的基本断面进行选择，以河道为例，在进行基本断面设置时要根据闸坝上下游水尺断面进行设置，其中在闸坝上游设置测流断面，测流断面和上游水尺断面可以重合，断面需垂直于水流方向。水尺断面确定后，在断面附近设置临时固定水准点。测流断面位置确定后，设立断面桩，使用全站仪测定测流断面水面以上的护岸、堤防等部分，将折叠船和岸上牢固点用绳索系牢后，放人水中，测流断面两岸打人木桩或铁钎，系绑断面索和绳索，采用测深仪、测深锤或塔尺测量水下断面。

2.2水位观测方案

水位观测的约定值都是依靠人工观测水尺所得，在一些不能安装自记式水位计的断面，人工观测是测量水位的唯一方法，即使有条件使用自记水位计的情况下，水位校核也要以水尺读数为依据。

采用人工观测水尺，应用最多的是直立式水尺，包括水尺板和靠桩，水尺板应固定在垂直的靠桩上，靠桩应浇筑在稳固的岩石或水泥护坡上，或直接打人埋设至河底或地下。水尺安装后用全站仪或水准仪，从基准点引测水尺零点高程，无条件设置临时水尺桩，可从基准点引测至断面附近临时固定水准点，从临时固定水准点直接测量水面高程。有条件采用自记式水位计收集水位数据，推荐使用压力式水位计，压力式水位计是较早应用的无测井水位计，也可用PVC管、管箍等构建临时测井，安装固态存储浮子式水位计。

2.3流量监测方案

流量测验采用走航式声学多普勒流速仪进行监测，按载航方式测验可分为3种，测船、三体船和遥控船，除测船需要安装外，三体船和遥控船均为一体化。通过定制支架安装ADCP，安装位置离船舷的距离，木质测船宜大于0.5m，铁质测船宜大于1.0m，仪器探头的人水深度，根据测船航行速度、水流速度、水面波浪大小，测船吃水深、船底形状等因素综合考虑，使探头在整个测验过程中始终不会露出水面，人水后发射和接受信号不会受到船体的影响，同时要保证横摇和纵摇在5度以内。仪器安装完成后，检查所有电缆、电路的连接，并对仪器进行自检，三体船和遥控船还需检测电台，遥控船不适宜漂浮物和监测断面水生植物较多的地方进行监测。

3　实现水文监测数据智能化的必要性

对于我国来讲，通过智能测控技术的有效运用，可以实现相关的测控人员可以有效的了解测定区域内的水文情况，并且在获得相应信息的同时可以对相应信息进行整理和分析，以便可以比较全面的了解该区域内水文的实际情况。但现实是，我国的水文测控系统仍存在手动测控与自动测控两种方式，在实际操作过程中两者是相互结合的，在手动测控时一般都会有自动测控进行配合，这样就可以收集到比较完整的工作数据。而自动测控的优势是其可以对需测控区域的水文情况进行实时的测控，方便我们得到该区域内的水文信息。

因此，我们就可以了解到在水文监测数据分析的过程中采取智能测控的必要性，这是由于通过智能测控系统的应用，可以满足传统水文监测所不能实现重要参考数据。所以，在进行水文监测的过程中必须保持工作效率与质量，我国经济的发展也对水文监测工作提出了更高的要求，这就需要我国必须实现水文监测工作的智能化。

4　以某地为例水文监测数据分析

某地位于黄河三角洲地区，该地区属于原生湿地，地势平坦呈现鱼骨状，该地区有河道、堤坝、平原及洼地等多种地貌。但自20世纪80年代开始，黄河断流等现象对该地区影响较大，出现了湿地退化的现象。21世纪初我国对该地区实行了几次调水调沙活动，使得退化现象得以部分修复。因此，该地区管理部门对湿地的地下水实行了监测工作，以了解地下水的动态变化和海洋与黄河的关系。

4.1智能水文监测应用分析

该地区在对地下水水文监测数据的分析过程中，通过在黄河口镇与孤岛镇、入海口的附近等地设置了三口监测井，并在井内设置了自动监测仪器，该地区选用的仪器为国产1040地下水智能监测仪，对相关数据的采集工作采取的是每间隔1h对井内的地下水位及水温进行数据采集工作，以保证水文监测数据的连续性。

在对该地区的水文监测过程中我们发现，地下水受到当地自然因素的影响比较大，呈现出比较明显的季节性变化趋势。我们以2008年的2月23日为例，该地区当时降水量为零，该日为天文大潮日，受到潮汐的影响，该地区的水文变化比较明显，三个监测井的水位分别为 0.71m，1.017m与0.634m，其中一口井水文波动的情况在0.6～0.69之间，其波动的幅值在0.09m左右，综合当天地下水文的波动情况可以得出其平均值为0.634m。

4.2水文监测的数据分析

通过对当天地下水文波动的情况我们可以分析出，当天地下水文情况受到潮汐的影响较大，且其波动形式呈现周期变化，以同一口井为例因其与海岸线较近，其地下水位的最高值在中午12点左右，其波动曲线符合正态的分布特征，通过对该地区验潮站的潮汐变化曲线的比对，我们可以看出地下水文波动的情况与潮汐的变化相差了3h左右，但形成的曲线图则比较类似，因此我们得出潮汐的变化与地下水文的变化呈现出的是正相关关系其相关系数为0.85。而离海岸线较远的监测井则受到潮汐变化的影响较小或基本不受影响。

在对海洋潮汐对地下水文情况影响可以看出，海洋的潮汐作用与监测井内水文的变化周期相比监测井内地下水文的变化滞后于潮汐的变化时间，并通过对其水位变化的滞后时间与监测井和海岸线之间的垂直距离进行比对，我们可以得出潮汐与该地区地下水的变化呈现出长周期为15d，短周期为1d的波动。其变化形式与监测井与海岸线的距离有关，并呈现逐渐增长的趋势。

5　结束语

通过智能水文监测工作可以实现测流速度快、机动性强，只需采取各种水文设施横跨断面，就能完成流量测验，并且具有较高的精度，可以有效满足水文监测工作的需要。本文通过对黄河地区的水文监测数据分析，旨在能够给水文部门提供重要的决策数据，并希望能够为防洪排涝提供及时准确的水文基础信息。

［1］林晓晴，万和新.水文监测自动化对数据分析工作起到的作用分析［J］.中国科技导报，2015，12：23～25.

［2］文林溪，方华鑫.黄河地区水文监测工作开展方法导论［J］.科技与信息时报，2014，12：12～15.

［3］康 竞，李晓霞.我国水文监测工作中对数据分析的要求［J］.创新与科技，2014，06：43～44.

高 虎（1974-），男，助理工程师，大专，主要从事工作方向为水文水资源。

P333

A

2095-2066（2016）13-0066-02

2016-4-10

邓清漪（1986-），女，助理工程师，本科，主要从事于水质监测方面的工作。

邱小如（1981-），女，工程师，本科，主要从事水质监测方面的工作。