数字化水文水资源监测模式研究

数字化水文水资源监测模式研究

王向如,陈辉

单位名称：黄河水利委员会河南水文水资源局 河南 郑州 450000

摘要：现代化水文水资源监测系统的建设中，信息技术的不断成熟为其提供了良好的基础。数字化技术的有效应用，已经成为水资源监测模式发展的必然趋势。将水文监测与数字化信息技术有机融合，通过传统的监测方法与现代化科技的相互结合，进一步提高水资源监测的质量及效率。本文主要对数字化水文水资源监测模式的结构以及实现方案进行分析，为全面提升水文勘测工作效率提供参考。

关键词：数字化;水文水资源;监测模式;

引言：信息技术发展下水资源监测工作正在向现代化、自动化、科学化方向转型，推动了数字化监测模式的监理进度。水资源监测对人类开发水文资源、保护生态环境都有着深远的意义，因此需要不断创新监测技术、完善监测功能、深入运用高新科技手段、引进先进的检测设备以及软件系统，为水文监测的数字化建设奠定良好的基础。

1、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。

2、 数字化水文水资源监测模式结构

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 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。

3、实现数字化水文水资源监测的措施

3.1健全大数据监测网络

对于环境保护监测期间需要不断强化不同水环境地区的功能划分，从而保证水环境保护监测能够达到各个不同行政区划的标准，与此同时，要不断强化地下水的监测网络建设，把控监测每个不同的行政区域取水量以及用水量的标准等。构建更加完善的水环境保护生态数字化监测网络，强化实时预报操作，方便员工可以更快掌握，且知晓水环境的现况以及对湖泊水域等各个方面的影响。

3.2防加强汛数据监测

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。

3.3建立水文监测平台

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。

3.4共享水文监测数据

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。

总结：数字化水文水资源监测系统有利于提高信息采集的准确性、数据传输的时效性，促使防汛抗旱信息量有所增加，将采集水情信息共享到互联网中，通过应用水情信息采集系统数字化优势，为防汛抗旱指挥、调度提供数据支持。同时，水文水资源监测系统还能够利用互联网技术，向人民群众发布实时的水情、雨情信息，提高人民群众的防灾意识，减少旱涝灾害带来的不必要损失。

参考文献：

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