探析水情预报中水文遥测终端的应用

闫素杰

摘要：作为一个信息密集型行业，水利具有多样化的信息体系，其内容主要包含水雨情信息、汛旱灾情信息、水量水质信息等。按照水利系统规范与需求，必须进行水情遥测系统的建立与设计，将水文遥测终端应用到水情预报中，可有效提升监测的准确性、及时性，更能对防汛抗旱需求进行最大限度地满足。为此，文章主要对水文遥测终端的原理、水情预报中水文遥测终端的作用、通信方式特点及应用进行了分析与探究，以期为提升水情预报信息的准确性、科学性及可行性提供可靠的依据。

关键词：水情预报；水文遥测终端；原理；应用；作用；通信方式；特点；水文监测；雨量分析

为满足防汛抗旱指挥系统建设需求，水文遥测系统是利用传感器技术、通信技术与计算机技术实时采集、报送与处理江河流域降雨量、水位、阀门开度等数据，水情预报中，水文遥测系统的运用可将准确的信息及时传递给水利部门，并能为水利部门管理水平进行有效提升提供可靠的保障。但因水文监控具有较大的地域面积、作业点极为分散，监控条件较为恶劣等因素，导致传统水文遥测系统已无法对水利信息化需求进行最大限度满足，为有效提升汛期通讯速率、减少轮询响应时间，必须重视水文遥测新技术的应用。水文遥测终端机作为水情预报的重要设备，其主要组成部分包括：数据传感器模块、无线通信模块、电源模块等。水文遥测终端是一种无线电数字通信为基础的自动远距离监测监控技术平台，其在水情预报中的广泛应用，可有效降低监测难度，提升水文监测水平。

一、水文遥测终端的原理

水文遥测终端是利用水位遥测仪与雨量感应器监测水文情况。在无人值班时，水位遥测仪可对水位进行自动感应，当24小时监测时，必须准确记录每个小时的井水水位，并利用无线电信号将记录的数据向遥测站进行传送，最终向遥测终端进行存储。通常情况下，可选取上下翻斗的方式利用雨量感应器对雨量进行测量，为确保测量结果的准确性，可连续进行翻斗内触点、感应器内弹簧开关接触，降雨量信号在上下翻斗时可实现转换，向遥测终端发送时，以物理信号的方式存储。并利用计算机对终端收集到的水位记录与降雨量数据进行分析，随后以报表、图像等形式显示处理过的水文信息，以此为水情预报提供有利条件。如产生紧急情况时，必须及时进行预警，以此为防止自然灾害提供可靠保障。为更好的了解水文遥测终端系统，可由图1进行分析。

二、水情预报中水文遥测终端的作用

1. 自动采集水文数据。信息传输系统的建立，应确保分析、评价信息的及时性、准确性。在系统分析、合理分类与组织水情监测及评价信息的基础上，做好水文信息采集工作。水位、降雨量等都属于水情数据自动采集的水文要素。水文遥测终端可自动采集多种水文数据，并利用通信终端向中心站发送全部数据，以此，在中心站进行统一处理与统计工作。在规定条件与时间内，可选用数据收集的月平均畅通率与数据处理作业完成率对水文遥测系统可靠性进行分析，其公式如下：

p=（m/N）×100%

其中：数据处理作业完成率由P表示；

根据设计规定完成的数据处理作业次数由N表示；

N次数据处理作业内能够在规定时间内完成的作业次数由m表示。

2. 主动查询水文数据。指令由水文监控中心发出，对全部远端测站或某个指定远端测站采集水文数据或进行数据回传。水文召测规定，遥测终端机向水位计主动发送询测水文命令，在水位信息获取后，应及时向中心站进行上报。要求10s内上报当前水位情况，在水位数据查询过程中，必须对中心水位存储数据信息进行调取。

3. 远程监测站遥控及状态查询。利用设置程序，有关指令可由水情监控中心发出，并进行远端测站部分功能地关闭与激活，如水位测量关闭等。同时指令也可由数据控制中心发出，规定远端测站必须回转当前所在地工作具体信息，以此实现全面监控的目标。中心可利用命令进行遥测终端信息的获取，如存在误差，可进行改正。以雨量传感器进行分析，其准确度等级测量误差如表1所示。

三、水文遥测终端通信方式的特点

随着水文、计算机与通信网络技术的发展，现阶段我国水情遥测终端通信方式也呈现出多样化的趋势。作为一个高端技术平台，水文遥测终端的组成部分包括：无线电远程终端、中继站等。超短波、卫星基站等为现阶段水情预报内水情遥测通信的主要方式。本文以GSM、GPRS、VHF通信方式为例对其特点进行分析。

1. GSM、GPRS通信方式特点

首先，安全。以GSM网络分析，其具有较强的保护能力。如GSM无线通信模块周围一个GSM移动基站产生故障，可向其他基站发送信息。GSM无线通信模块可进行GSM基站的智能选择。

其次，运行维护成本低。成本低是GSM无线通信模块的主要特点，当网络建成后，无需进行网络维护费的提供，只需将短信费支付给运营商。

再次，可靠。GSM无线通信模块能够进行短消息发送验证功能的提供，在监控网络重点对远程无线终端信息采集工作情况进行检查时，可进行检查短信的发送，当故障出现于远程终端时，可显示信息无法成功发送。

2. VHF超短波通信方式特点

传输信道选用超短波数传电台，其优点为灵活组网、极易扩展、便于维修、运行费用低级稳定信道等。因系统工作为230MHz，并选取一般间接调制数传电台，就导致该系统受外界影响较大，导致其具有较大通信速率、数据传送量较少等。在超短波通信中，往往受到电磁干扰，如何对电磁干扰进行有效消除，是确保超短波设备顺利运行的重要问题。

四、水情预报中水文遥测终端的应用

作为水情监测过程中一项重要的环节，水文遥测终端的应用是提升抗洪防汛能力的保证，并为监测结果的准确性和可靠性起到了关键性的作用。为此，本文通过实际案例进行分析，以期为水情预报的精确性提供可靠的参考依据。

1. 案例分析

某监测地区地形为低山丘陵，东高西低为其地形走势，该监测区域具有丰富的水资源，河流较多，流域范围广，并有梯级水力发电厂的建立。但在地形状况与气候的作用下，致使其具有较大的水资源年际变化，同时，因时空分布不均，导致大量旱涝灾害的产生，因此对当地经济发展造成了极大的损坏。

2. 水文遥测终端的应用

水质监测规程、规范标准的制订，应与我国国情相符合。根据当地水资源实际情况，将水文遥测终端应用到该区域，可有效监测其水文状况。同时充分结合国家防洪防汛指挥系统，进行多个中央报讯站的设置，以此对水文状况进行远距离监测。遥测终端可利用中继系统定时收集、传输水位、雨量信息，并最终将其存储到终端，进而达到自动监控水情的目的。其中，自动生成的信息为水位与雨量，计算机系统可进行水位信息的获取，并进行流量关系曲线的制作，并通过计算机对实时改变的流量数据进行及时改正，最终形成准确、合理的水情监控报告。如大雨突降，水文遥测终端可向水文部门及时发送数据信息，并立即分析、预测数据，将数据由水文遥测终端传递给所有防汛部门，以此达到预防洪涝灾害的目的。该系统的应用，可对监测时间进行大大缩短，并提高水文信息监测的精确性，是水情预报工作顺利进行的必备条件。

五、结语

综上所述，旱涝灾害已经成为现阶段全球水环境面临的重大问题。我国现阶段存在水资源紧缺及空间、时间分布不均匀等问题，水资源保护是水情预报监测的出发点，在水文遥测终端监控建设与发展中，要求相关部门必须严格遵循相关监控规定，实施切实可行的措施，对水情实际情况进行准确预报，降低灾害影响能力，以此推动社会经济的可持续发展。

参考文献：

[1]李鹤，邹晓天，陶明，刘富裕.水文遥测终端在吉林水情预报中的应用分析[J]. 农业与技术，2012（03）.

[2]刘相峰，赵常兵.远距离水文遥测终端在通信中存在的问题及解决途径[J]. 山东水利，2002（03）.

[3]胡金龙，莫晓聪，高祥涛，陈宁.基于不同遥测终端的水文自动测报系统研究[J].长江科学院院报，2013（10）.

[4]鲍兴川.基于Windows消息的编程方法在水情遥测终端机中的应用[J].水利水文自动化，2001（01）.

[5]杨峰.雨水情信息传输系统的设计和实现[J].计算机测量与控制，2013（06）.

[6]丁强，祝明.水资源监控系统传输规约的应用研究——“水资源监控管理系统数据传输规约”应用要点和约定[J].水利信息化，2011（05）.

[7]王秋，李雅静，周密.水文遥测系统应用软件中的数据流对象化探讨[J].水利水文自动化，2007（02）.

（作者单位：河南省周口水文水资源勘测局）