论文部分内容阅读
摘要：基于水利部对新技术应用的重视，为大力推进新技术新设备应用，加快水文测站和监测手段提档升级，全面提升水文测报现代化水平，以进洪闸水文站为例编制新技术应用示范水文站创建方案。
关键词：新技术新应用;提档升级;全面提升;进洪闸水文站
1 背景
2020年全国实现全面小康社会，现代化水平不断提高，水文测站发展相对不平衡，部分水文测站测验手段老套，测验设备陈旧，急待提档升级，水利部提供《水文现代化建设技术装备有关要求》，倡导运用声光电等在线监测新技术新方法，因站制宜配备先进仪器设备，实现真正意义上的全要素全量程全自动监测，满足生产应用要求的同时，作为日常水文监测的主要手段和方式。这就要求各水文部门积极开展调研、调查等前期工作，为实现水文现代化做好充分地准备。
进洪闸水文站是海河流域为数不多的百年站之一，测验项目比较齐全，包括：水位、流量、泥沙、降雨、蒸发、地下水、水温、冰凌等，目前实现在线监测的项目有水位、降雨、蒸发。
2 方向
以在线与自动为主线，实现24小时无间断在线与自动监测，是观测方式与手段的一种变革，具体工作如何做？进洪闸水文站首先成立专项领导小组，认真细致地学习研究文件要求，结合测站实际情况进行比较、分类，确定哪些项目需要改造与完善，哪些项目需要新建与创造，制定初步方案进行研讨、调研，从而确定方案创建的主要方向，进而根据通知要求分项开展。
3 方案
初步方案共分为两大部分，从管理、测验两方面进行阐述。
3.1 管理
创建水文监测综合管理平台，该平台已涵盖目前水文站现有的水位、雨量、视频数据，为现代化水文管理提供了方便快捷的手段，该平台能够查询实时雨水情信息、气象信息，查看设备设施情况、监控系统、查询历史数据，发布工作任务以及记录工作动态等等。
3.2 测验
进洪闸水文站全部测验要素采集实现自动化，要求对流量、泥沙、水温、地下水等要素进行升级改造。
3.2.1 流量测验
进洪闸水文站有2处缆道测流断面，中低水采用V-ADCP，高水时采用非接触式。
3.2.1.1 中低水采用V-ADCP在线监测
采用双垂线坐底V-ADCP，可在低流速（数厘米）、水深0.2～10米范围内正常测流。水面宽无限制。方便水下传感器维护，采用栈桥悬臂安装结构。测验数据实时传输至水文监测综合管理平台。
3.2.1.2 高水时采用非接触式
高水时，流速较大或漂浮物较多，会影响ADCP正常工作，采用移动雷达波作为高洪测验手段（流速大于0.5米每秒）。测验数据实时传输至水文监测综合管理平台。
3.2.2 泥沙测验
采用TES-91 全自动泥沙在线监测系统，主要由泥沙传感器、数据采集与传输系统（含RTU）、供电系统、数据管理软件和安装支架等组成。
该系统所使用的传感器基于组合红外吸收散射光线法，通过逆
投影成像技术，可以连续精确测定水体中的悬移质泥沙含量。按照红
外散射光线技术不受色度影响测定悬移质泥沙含量，可直接输出泥沙
含量数据，实现实时在线监测。
通过光纤传输将测验数据实时传输至水文監测综合管理平台。
3.2.3 水温测验
水文测验通过设置水温传感器，通过无线传输传将测验数据实时传输至水文监测综合管理平台。
3.2.4 地下水测验
采用雷达水位计通过光纤传输将测验数据实时传输至水文监测综合管理平台。
4 成果
进洪闸水文站结合水文工作实际及水文站特性，深入开展测站特性分析和新技术新设备适用性论证，充分利用现有设施设备，完成了部分升级改造。
4.1 水文监测综合管理平台
已创建独流减河进洪闸管理处水文监测综合管理平台，目前雨水情信息、视频系统暂未接入，可演示。留有数据接口，待其他测验项目实现在线监测，可随时接入该平台。
4.2雷达水位计
已于进洪南闸上下游安装JXZK-MRL型雷达水位计，通过物联网（IoT）无线新技术，实现实时监测。该设备为毫米波雷达水位计的天线发射出毫米波（电磁波），利用毫米波穿透性弱的特点，波束打到水面后，经反射再被天线接收。该设备已申报《水利先进实用技术重点推广指导目录》。
4.3缆道无线遥控装置
已对进洪闸（南闸上）缆道进行升级改造，完成缆道无线遥控装置安装、试运行。
4.4 自测报短信
从网络攻防演练中汲取经验，改造升级自动测报系统，增至短信报送功能，完成独流减河进洪闸水文站短信值守平台V1.0开发及软件著作权登记。
5 结尾
目前，大多数水文站现代化水平较低，“十四五”期间国家加大水文基础设施建设力度，加快水文测站和监测手段提档升级，为水文新技术应用提供了前提及基础，该方案为初稿，仍有许多地方需要修改，本文只希望能对新技术应用示范水文站创建提供一点思路，不妥之处请指正。
参考文献：
[1]《河流流量测验规范》（GB 50179-2015）北京：中国计划出版社，2016.05.
[2]《河流悬移质泥沙测验规范》（GB/T 50159-2015）北京：中国计划出版社，2016.03.
[3]《水文资料整编规范》（SL 247-2020）北京：中国水利水电出版社，2021.02.
[4]《水文测报新技术装备推广目录》。
关键词：新技术新应用;提档升级;全面提升;进洪闸水文站
1 背景
2020年全国实现全面小康社会，现代化水平不断提高，水文测站发展相对不平衡，部分水文测站测验手段老套，测验设备陈旧，急待提档升级，水利部提供《水文现代化建设技术装备有关要求》，倡导运用声光电等在线监测新技术新方法，因站制宜配备先进仪器设备，实现真正意义上的全要素全量程全自动监测，满足生产应用要求的同时，作为日常水文监测的主要手段和方式。这就要求各水文部门积极开展调研、调查等前期工作，为实现水文现代化做好充分地准备。
进洪闸水文站是海河流域为数不多的百年站之一，测验项目比较齐全，包括：水位、流量、泥沙、降雨、蒸发、地下水、水温、冰凌等，目前实现在线监测的项目有水位、降雨、蒸发。
2 方向
以在线与自动为主线，实现24小时无间断在线与自动监测，是观测方式与手段的一种变革，具体工作如何做？进洪闸水文站首先成立专项领导小组，认真细致地学习研究文件要求，结合测站实际情况进行比较、分类，确定哪些项目需要改造与完善，哪些项目需要新建与创造，制定初步方案进行研讨、调研，从而确定方案创建的主要方向，进而根据通知要求分项开展。
3 方案
初步方案共分为两大部分，从管理、测验两方面进行阐述。
3.1 管理
创建水文监测综合管理平台，该平台已涵盖目前水文站现有的水位、雨量、视频数据，为现代化水文管理提供了方便快捷的手段，该平台能够查询实时雨水情信息、气象信息，查看设备设施情况、监控系统、查询历史数据，发布工作任务以及记录工作动态等等。
3.2 测验
进洪闸水文站全部测验要素采集实现自动化，要求对流量、泥沙、水温、地下水等要素进行升级改造。
3.2.1 流量测验
进洪闸水文站有2处缆道测流断面，中低水采用V-ADCP，高水时采用非接触式。
3.2.1.1 中低水采用V-ADCP在线监测
采用双垂线坐底V-ADCP，可在低流速（数厘米）、水深0.2～10米范围内正常测流。水面宽无限制。方便水下传感器维护，采用栈桥悬臂安装结构。测验数据实时传输至水文监测综合管理平台。
3.2.1.2 高水时采用非接触式
高水时，流速较大或漂浮物较多，会影响ADCP正常工作，采用移动雷达波作为高洪测验手段（流速大于0.5米每秒）。测验数据实时传输至水文监测综合管理平台。
3.2.2 泥沙测验
采用TES-91 全自动泥沙在线监测系统，主要由泥沙传感器、数据采集与传输系统（含RTU）、供电系统、数据管理软件和安装支架等组成。
该系统所使用的传感器基于组合红外吸收散射光线法，通过逆
投影成像技术，可以连续精确测定水体中的悬移质泥沙含量。按照红
外散射光线技术不受色度影响测定悬移质泥沙含量，可直接输出泥沙
含量数据，实现实时在线监测。
通过光纤传输将测验数据实时传输至水文監测综合管理平台。
3.2.3 水温测验
水文测验通过设置水温传感器，通过无线传输传将测验数据实时传输至水文监测综合管理平台。
3.2.4 地下水测验
采用雷达水位计通过光纤传输将测验数据实时传输至水文监测综合管理平台。
4 成果
进洪闸水文站结合水文工作实际及水文站特性，深入开展测站特性分析和新技术新设备适用性论证，充分利用现有设施设备，完成了部分升级改造。
4.1 水文监测综合管理平台
已创建独流减河进洪闸管理处水文监测综合管理平台，目前雨水情信息、视频系统暂未接入，可演示。留有数据接口，待其他测验项目实现在线监测，可随时接入该平台。
4.2雷达水位计
已于进洪南闸上下游安装JXZK-MRL型雷达水位计，通过物联网（IoT）无线新技术，实现实时监测。该设备为毫米波雷达水位计的天线发射出毫米波（电磁波），利用毫米波穿透性弱的特点，波束打到水面后，经反射再被天线接收。该设备已申报《水利先进实用技术重点推广指导目录》。
4.3缆道无线遥控装置
已对进洪闸（南闸上）缆道进行升级改造，完成缆道无线遥控装置安装、试运行。
4.4 自测报短信
从网络攻防演练中汲取经验，改造升级自动测报系统，增至短信报送功能，完成独流减河进洪闸水文站短信值守平台V1.0开发及软件著作权登记。
5 结尾
目前，大多数水文站现代化水平较低，“十四五”期间国家加大水文基础设施建设力度，加快水文测站和监测手段提档升级，为水文新技术应用提供了前提及基础，该方案为初稿，仍有许多地方需要修改，本文只希望能对新技术应用示范水文站创建提供一点思路，不妥之处请指正。
参考文献：
[1]《河流流量测验规范》（GB 50179-2015）北京：中国计划出版社，2016.05.
[2]《河流悬移质泥沙测验规范》（GB/T 50159-2015）北京：中国计划出版社，2016.03.
[3]《水文资料整编规范》（SL 247-2020）北京：中国水利水电出版社，2021.02.
[4]《水文测报新技术装备推广目录》。