水文现代化与水文新技术的发展现状与趋势

水文现代化与水文新技术的发展现状与趋势

马小飞

黄河水利委员会河南水文水资源局，河南 郑州 450000

摘要：科学技术的快速发展加速我国各行业的发展速度和进程，使得我国快速进入现代化科学技术发展阶段。水文是水利工作和经济社会发展的重要基础支撑，是防汛抗旱的耳目和参谋。以科学技术为推动力，实现传统水文向现代化水文转变，提升水文新技术的发展水平，增强水文服务能力，具有很重要意义。

关键词：水文现代化；新形式；发展现状；水文新技术；

引言：水文现代化的主要特征体现为“采集立体化、监测自动化、服务智能化、管理精细化”等四个方面。按照水文发展现状和水文现代化建设总体要求，以先进性、科学性、代表性为原则，从国家水文站网、监测能力、服务能力、管理能力等四个方面，围绕全面、及时、可靠、准确、先进、共享等目标，确定实现水文现代化的指标。

1水文新技术的发展现状

近些年，国家持续加大水文基础设施建设投入力度，水文站网布局进一步完善，监测能力得到提高，服务水平得到明显提升，水文现代化水平不断提升。一是水文站网不断完善，基本形成完整体系。我国已建成空间分布基本合理、监测项目比较齐全、测站功能较为完善的水文站网体系，实现了对大江大河及其主要支流、有重点防洪任务的中小河流水文监测基本覆盖。二是水文设施装备水平得到提升，监测能力不断增强。随着现代科技的进步与发展，先进技术和仪器设备在水文领域不断推广应用，监测手段由传统人工观测逐步转向自动监测与巡测、驻测相结合的模式，自动化水平逐步提高。三是现代技术研发应用持续增强，基础理论研究不断深入。水文现代技术、设备研发和应用力度不断加大，利用光学、声学、同位素等原理研制的测距、测深、测速、测沙等仪器设备不断投入应用，声学多普勒测流等国产化研究与应用也取得突破性进展。在大尺度水文循环过程、区域尺度水文循环与水量平衡、河流水文以及河流泥沙基础研究方面取得显著成果。四是水文信息服务持续提升，社会服务不断拓展。水文行业高度重视水文信息服务和共享工作，深化水文信息产品加工，丰富水文信息服务内容，为政府决策部门和社会公众提供全面信息服务。

2推动水文现代化是的必要性

要实现“两个转变”，必须以人为本，尊重自然规律，实现人与自然的和谐共存，这就要求水文部门进一步调整和优化水文监测站网的功能与布局；进一步加强水文监控工作，加强数据采集、数据传送等，以提升水文信息化水平；要进一步提高信息采集的准确性，信息传递的时间，尽量延长洪水的预测时间，提高预测的准确性；要围绕洪水调度、抢险救灾、灾后恢复等方面的需求，进行洪水预测和预测，为实现洪水资源化、水资源的可持续利用提供科学依据。加强对山洪、泥石流、滑坡等山洪灾害的预测和预报，减少群众的生命和财产的损失。未来，水文部门应加强对水功能区水质的监测，并对其进行动态分析和评估；要充分利用水结合的优势、技术和团队优势，加大对河流的纳污能力、水环境承载能力的研究，为政府制定出水、水环境的宏观政策提供依据；要加强应急处置突发水污染的能力，建立应急响应机制，及时发布分析报告，为确保供水安全和其他重要决策提供科学依据。

3水文现代化与水文新技术的发展策略

3.1推进水文监测自动化，全面提升水文支撑能力

通过遥感技术和地面水文监测技术相结合，推进建立现代化化水文监测体系。全面推动水位、降水、蒸发、流量、泥沙、水质等水文要素的自动化监测，使国家基本站水位和降水自动监测率达到100%、流量自动监测率达到60%、泥沙自动监测率达到30%、国家重要饮用水水源水质自动在线监测全覆盖。实现土壤墒情遥感监测常态化，水文测站巡测比例提升至85%。全面推进水文技术装备国产化，构建突发水事件的应急监测体系，提升应急处置能力。

3.2GPS海洋控制网

由于海洋测绘工作开展时具有测量基准实时变化的特征问题，因此在测量方式选择方面较为复杂繁琐，为有效避免因测量技术错失造成测量结果存在偏差，首先应注重划定海洋测绘开展运行的实际测量工作范围，通过引入海洋控制网概念予以完成。GPS海洋控制网是将海底、海平面和陆地三者之间建立必要的联系，按照一定的规则形式划定海洋测绘工作开展的区域范围。其中海底控制点的确立是确定海洋控制网建立的重要核心组成部分，通过充分运用GPS技术中信号接收完成卫星的同步定位，并借助水声应答判断控制点之间的距离，从容有效完成海底控制点的确立，最终执行海底控制点的监控工作。通过GPS技术构建海洋测绘工作开展的空间范围基础设定，有效关联陆地与海洋，在很大程度上推动了后续海洋工程建设工作的发展进程。

3.3水下地形测量

开展海洋水下地形测量工作，能为海上的石油工作、渔业以及航运等提供强大保障。在传统的海洋水下地形测量工作中，基于海底三维、平面坐标以及水声仪器的使用来获得数据信息。但是，该方法在实际测量期间，还无法获得准确数据。所以，渗透GPS技术，基于水声仪，能更为详细地判断出位置。基于较大比例尺、测量图和GPS技术差分法的使用，也能获得更为准确的信息。同时，将GPS技术和计算机、绘图仪器相互结合，也会使海洋水下地形测绘工作更为简单，特别是通过相关模型的构建，都会使海洋水下地形数据充分获取。

3.4多波束系统的应用

多波束系统之所以称为多波束系统，是因为在多波束系统中有多达60个接收传感器。根据超声波的工作原理，它可以发射和接收声波信号，并通过声波的传播时间和速度计算出被测区域的深度。发射后可接收多达60个水深点的信号，由计算机记录下来，实现对水下地形的全方位覆盖，测量范围广，速度快，可测量的水深点多。多波束系统用于水下地形的全覆盖测量。与传统的单波束测深方法相比，它具有测深点多、测量速度快、覆盖范围广、不受测量环境影响等优点。结合该软件可以生成清晰的三维仿真图。多波束测量系统的使用实现了对特殊要求的大规模测绘和河道地形测量，使许多不可能的测量成为可能。它在我国防洪减灾工作中发挥着重要作用，减少了巨大的经济损失。

3.5核检测技术在水文测量中的应用

核检测技术具有检测效率高、外部干扰小、可测参数多等优点。目前，它已广泛应用于水文测量、工程测量和环境监测。简要介绍了核探测技术在水文测量中的应用。首先，核探测技术可以用来确定地下水的流量和流向。采用双孔法和单孔放射性示踪剂法进行了测定。其次，核检测技术可以用于储层泄漏检测。第三，它还可以用于河流流速和含沙量的测定。

3.6测量机器人在水利工程变形监测中的应用

测量机器人视频成像系统由CCD图像传感器和步进电机组成，采用智能控制和应用软件。测量机器人可以通过传感器识别棱镜，并快速进行分析、判断和推理，从而实现准直、读数等测量操作。变形自动监测可以通过测量和人工实现。一般根据仪器假设的不同，可分为固定自动连续监测模式和移动周期网络观测模式。前者由基站点、参考点、目标点和控制中心四部分组成，可实现全天候监测，操作简单，测量准确。后者需要人工操作，自动化程度较低，工作效率介于固定的自动连续监测和传统监测之间。

4结语

随着社会经济的不断发展和气候条件的变化，国家和人民对水文测量工作的要求日益提高，要求水文测量工作者及时、有效、准确地向人民发布信息。因此，国家应该投入更多的财力和物力，培养更多的研发人员，致力于新技术的发现和新设备的生产，同时借鉴国外的技术和设备，取其精华，去其糟粕。提高我国水文测量水平，减少突发性灾害造成的损失。

参考文献：

[1]刘庆光.测绘新技术在海洋测绘工程中的运用研究[J].山东工业技术,2019,290(12):98.