由於我國氣候變化無常,經常出現不規則的強降雨或強幹旱天氣,導致大大小小的水庫、江河、湖泊都很容易因為氣候原因而導致洪水或乾旱等災害,同時相關部門在不知道的情況下來不及提前對其進行預防措施,對我國造成很大的經濟損失,影響了人們的正常生活。洪災問題必須引起重視,如果每年都發一次洪水,那我國經濟不知會倒退多少年,因此一直推崇“科技創新”的特力康研發出一款水文監測預警系統,讓我們能夠提前洪災的到來,減少我們的經濟損失。
基本介紹
- 中文名:中小河流水文遙測系統
- 外文名:Hydrological telemetry system
- 學科:水利工程
- 領域:工程技術
簡介,結構及建立目的,系統構成,傳輸制式,系統建設,開發情況,發展趨勢,
簡介
水文遙測系統遠距離是採集和傳輸水文信息的整套設備及其自動化技術。
結構及建立目的
水文逼測系統包括感測器(一種或多種)、通信設施(有線或無線)以及接收、處理與控制裝置等。中國常稱之為水文自動測報系統。該系統通常為滿足防汛和其他應急需要而建立,以爭取時效。正在逐步發展與水文資料的收集、整編、存儲、檢索、分配等多種技術功能相結合,構成以計算機為中心的實時、在線上、自動化的水文逼測系統,以適應多方面對水文信息的需要。
系統構成
該系統一般由3部分組成:
①遙測站的一次儀表,即感測器和控制設備;
②信息傳輸通道,即通信設備(含中繼站);
③接收站或接收中心的通信和計算機設備。遙測和傳輸的項目(或稱參數)根據需要而定。
通信功能則隨信息量、距離和選用的通信手段而異,形式多種多樣。如遙測範圍甚廣並受地形等不利條件的限制,往往需設一個或多箇中繼站傳遞信息。接受中心一般只有一處,有時需要設一兩個分中心。信息向用戶分配一般由中心負責。如採用衛星或流星余跡作為中繼,往往與大範圍甚至全國的資料存儲檢索、情報預報、管理調度等系統聯網,則在遙測站上安裝資料收集平台,並需設定若干處地面接收站。地面接收站也不直過多。以節約投資。
傳輸制式
有兩種制式可供選擇,也可結合套用。
①自報式,又稱主動式。遙測站通過編碼器將信息按預先規定的編碼方式定時主動地向中繼站或直接向接收中心傳送,稱為定時控制。還可根據需要事先規定,當遙測參數的變化達到一定的數量(如雨量增加1mm、水位增加1cm)時,立即向中心傳送數據,稱為增量控制。一般兼用定時、增量兩種控制。自報式具有設備簡單、可靠性高、功耗小、費用省、數據過程完整等優點。但遇故障停報又無電話相通,就與中心失去聯繫。美國和加拿大等國主要採用這種制式。
②應答式,又稱被動式。遙測站經常處於待命狀態和被動地位,當收到中心或經由中繼站轉來的指令,立即啟動設備將所存儲的時段累積數據(雨量)或實時數據(水位)向中心或經由中繼站傳送。中心定時地向各遇測站依次巡測,遇有疑問即向該站查詢訂正;還可根據需要隨時向所有遙測站或個別遇測站要求發報。應答式的優點是:數據量大、功能較多。既可統一巡測,又可靈活選測,指揮自如(如站上有人駐守),還可與中心互通電話,使用方便。但設備比較複雜、功能較大、維修較難、投資較貴,且不宜在多中繼站的系統中使用。日本和義大利等國主要採用這種制式。中國對兩種制式都在研究和使用;有的在同一系統中兼備兩種制式,以滿足多種用途。
系統建設
①在進行系統(尤其是大規模系統)建設時,必須統一規劃,嚴格論證,並與有關部門和單位協調合作,以充分發揮系統的經濟效益和社會效益,並注意節約投資。
②遙測系統一般適用於需要快速傳遞水文信息的流域、地區或工程地點。在人煙稀少、交通不便、無人經常駐測的情況下,發展遙測系統可以省人、省錢和有利於彌補駐側站網的不足。
③要求系統能夠長期穩定、性能可靠並在惡劣氣候條件下保持正常工作。
④要求保證電源、避免雷擊和防止盜竊。
⑤國際上已可一次傳輸16個遙測參數。但蒸發量和流量的實測參數還不能實時在線上自動傳輸。前者可通過傳送影響蒸發的有關氣候因子來計算蒸發量;後者除少數超音波祛和電磁法測站以及利用量水建築物測站(水位直接代表流量)可以傳輸外,其他測流方法所得流最數據只能用人工置數機輸入信道向中心傳送。
開發情況
一些國家開發水文遙測系統已有30多年的歷史,以美國、加拿大、英國、日本、義大利等國的水文邐測系統比較先進。美國哥倫比亞河業務水文氣象管理系統(CROHMS),以規模大著稱於世。在流域面積67萬km2範圍內,有80多座水電站。20世紀50年代開始至80年代初,基本建成由人工、電傳、無線電,通信衛星、流星余跡相結合的水文遙測系統。它擁有10個子系統、1個控制中心和資料庫,並由9個聯邦政府機構聯合協作組建,包括400多個遙測站(共有900多個站)、100 多箇中繼站,是實時作業警報預報遙測系統。美國各地經常發生驟發洪水(山洪),故分散的小規模的水文逼測系統很多,正在逐步聯網,向大範圍、大規模的方向發展。20世紀70年代後期,為向防洪調度管理等部門提供實時水文數據,中國開始研製和興建水文遙測系統。10多年來,通過20多處小規模系統的試驗,積累了一定的技術經驗。早期投產套用的水文遙測系統有:浙江省的浦陽江,廣東省的珠江流城西枝江,長江流域漢水的丹江口庫區,黃河疏域三門峽至花園口區間的陸渾庫區,長江流城的陸水。淮河流城王家壩以上乾支流等。系統兼有自報和應答兩種傳輸制式;通信手段有微波、超短波並結合無線電話。
發展趨勢
隨著微電子技術、計算機技術、空間技術以及其他新技術的廣泛套用,水文遙測系統正向多測站、多參數、多制式、多通道(特別是利用衛星)、多功能(與其他系統聯網)、全自動、低功耗、高精度、長周期和程式包(套用軟體)等方向發展。美國地質調查局的水文站網和收集、存儲、檢索系統,20世紀80年代初經過規劃、研製和試點。正在付諸實施的自適應水文資料來集系統(AHDAS),具體體現了這一發展方向。