水文站水文要素自动监测的探讨

水文站水文要素自动监测的探讨

杨玉龙、叶胜

抚河水文水资源监测中心

摘要：本文主要针对水文站水文要素监测进行探讨，先阐述了当前所面临的趋势，然后又加强水文站水位、泥沙、降水、水面蒸发等全要素在线监测模式的构建，进而不仅能实现自动化监测，还能提高现代化水文站测报水平。

关键词:水文站；水文要素；监测

引言：在水文测报新技术不断发展下，雷达测速同位素测沙视频监控技术取得进步，也变得更加成熟化，这在技术这方面，为水文站自动监测工作提供重要的支持。所以在今后应利用该技术，重点的加强对水文站水文要素监测。

一、面临的趋势

黄河流域生态保护和高质量发展已经上升为重大国家的战略，这无形之中向水文测报工作提出了相应的要求。这主要体现在以下几个方面：首先，随着社会经济水平不断提高和科学技术的进步，促进水文测报新技术和人工智能等新技术的发展，所以，为促进现代水文发展，对先进声、光、电等自动在线检测技术手段的应用已经成为主要的趋势；然后，由于水文站的工作恶劣，职工们具有改变工作环境的想法；最后，加大对水文信息化建设的进程，实现现代化水文监测，提升现代化水平，所以，在今后有必要加强对新水文测报模式的构建，并充分的应用[1]。由此也可以看出，为促进水文事业的发展，建设全自动化水文站已经成为了必经之路。需要采取有效的措施，重点的进行全自动化水文站建设。

二、水文站全要素在线监测建设

（一）水位

利用雷达水位计，在信号传输这方面，充分的应用移动公网，达到远程采集和远程传输目的。注重对浮子式水位计气泡水位自动采集仪器的应用，因为这是当前应用频率最高的，通常浮子式水位计的安装主要将水位自计井作为主要的依托，避免受水面波浪的影响。但是水位自计井很有可能受沙淤积的影响，这就需要做好冲淤工作。实现自动观测畅流期水位，一定程度上，将高寒地区水位观测问题解决好。浮子水位计对河道变化影响较大，近些年绿化环境得到改善，泥沙含量减少，较多河流存在河床下切，低水位记录不到现象。气泡水位计能够解决河床下切现实问题，存在高水波浪影响水位精准度问题。需要根据不同河道水情使用相应水位要素监测设备。 实现自动观测畅流期水位，一定程度上，将高寒地区水位观测问题解决好。

（二）流量

现在最为使用率高且精准推流的方式为水位流量关系推流，利用水文监测数据，水位流量关系较好的站能够实现水位实时推流，定期对水位流量进行校测；对于一些受到水利工程影响的站点，库区位置在满足了设备使用条件下可以使用哨兵式ADCP进行实时监测；为更好的做好防汛工作，提前置入断面资料，探索使用多点固定视频监测系统进行中高水流量监测 ，目前使用流量监测方式主要为缆道搭载转子式流速仪、缆道搭载声学多普勒流速仪（ADCP）、固定雷达波流速仪、雷达波走航式流速仪。考虑到测站断面的特点，选择对雷达流量在线监测系统的应用，还对4个雷达探头进行安装，实现对固定点水面流速实时检测，和雷达水位计相互配合下，不管是对断面水位，还是水面流速，能够进行实时检测。结合置入系统断面资料，达到在线监测流量目的。除此之外，上游测区还构建多个测流系统，尤其是侧扫描雷达，以便进行流量在线监测。

（三）泥沙

在水文站常规监测项目中，泥沙监测要素相对较为复杂些，这在具体监测的过程中，如果应用传统的方式，不仅会消耗大量的时间，还会投入精力。在社会不断发展下，相继出现新技术，尤其是同位素侧仪，而将其应用在泥沙监测中，一定程度上取得良好的效果，也能达到在线实时监测含沙量目的。

（四）降水

在进行降水观测的过程中，以往传统的方法主要以人工的方式为主，在这之后，随着不断的发展，翻斗式雨量计和光学雨量计相继的出现。就当前的情况来看，为实现固态降水自动观测，解决好这一问题，水文站可对称重式雨雪量计的应用，这样实现对固态、液态、混合降水的测量，还能自动化采集传输全年降水量。

（五）水面蒸发

借助全自动型水面蒸发观测设备，主要是实时监测蒸发皿内水位值，通过计算水位数据和降雨数据来得到日水面蒸发，当降雨过大水泵将自动排水，当水位过低时会进行自动补水。主要问题是蒸发皿水圈还未能实现与蒸发皿内外水位相平衡。对蒸汽桶内水面高度，不仅能自动的进行补水和排水，还能及时的采集，将日水面蒸发量计算出来，提升水面蒸发自动观测水平[2]。此项技术当前已经得到合理的应用，最重要的一点就是对非冰期水面蒸发自动观测，能够给予充分的满足，还能将整个蒸发变化的过程实时的显示出来，以便研究水面蒸发。

（六）水温

为实现水温自动观测，就是在流动水体浮子上合理搭载安装水温传感器，并置于水面下0.5m，实时的对水温进行检测，而在获取到相关的数据信息后。借助网络将数据向移动数据接收系统中传输。

（七）测站视频监控

实现对视频监控系统的构建，结合实际情况，进行远传，这样不仅能够实现水文站测验设施设备安全管理，提升管理的水平外，还能对水尺水位远程的观读，为能对视频观测水尺水位更好地应用提供一定条件。在今后，在

勘测局水文系统，可结合巡测工作的实际需求，加强对视频监控中心的构建，实现对测验断面画面实时的监控，了解具体的情况。而在特殊时期，向现场的测验进行指挥，完成测报工作，提升工作水平。

结束语：在水利和社会发展的过程中，水文属于是一个前期工作。水文站由于地址远，自然条件不是很良好，在打造一线工作队伍和留住人才这方面带来一定挑战，这就需要改变水文测报工作。而为改变这种现状，明显的体现出应用水文站全要素全量程自动观测技术的重要性，因为它提供了重要的条件。所以在今后应注重对水文站全自动观测技术的利用，进而不仅能自动化采集，还能实现自动化传输，在异地，完成水文测报这项工作，减少水文工作人员驻测的实践，也解放一线工作人员，呈现出新的水文测报模式。所以，为促进水文发展，改变当前的现状，对水文站全要素自动监测技术进行研究，并合理的利用已经成为最主要的一项措施。

参考文献：

[1]高晓冬. 河道治理工程对水文监测影响因素分析[J]. 河南水利与南水北调,2022,51(02):49-51.

[2]裴佛生. 癿藏水文站监测要素优化调整分析[J]. 农业科技与信息,2020,(24):56-58.