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水文遥测系统
来源: 九江水文信息网   作者: 本站   责任编辑: 本站   点击: 1218   发布时间: 2017-08-07
 

       水文遥测系统:远距离采集和传输水文信息的整套设备及其自动化技术。水文遥测系统包括传感器(一种或多种)、通信设施(有线或无线)以及接收、处理与控制装置等。中国常称之为水文自动测报系统。本系统通常为满足防汛和其他应急需要而建立以争取时效。正在逐步发展与水文资料的收集、整编、存贮、检索、分配等多种技术功能相结合,构成以计算机为中心的实时、联机、自动化的水文遥测系统,以适应多方面对水文信息的需要。

       系统构成 本系统一般由3部分组成;①遥测站的一次仪表即传感器和控制设备;②信息传输通道即通信设备(含中继站);③接收站或接收中心的通信和计算机设备。遥测和传输的项目(或称参数)根据需要而定,通信功能则随信息量、距离和选用的通信手段而异,形式多种多样。如遥测范围甚广并受地形等不利条件的限制,往往需设一个或多个中继站转递信息。接受中心一般只有一处,有时需要设一二个分中心。信息向用户分配一般由中心负责。如采用卫星或流星余迹作为中继,往往与大范围甚至全国的资料存贮检索、情报预报,管理调度等系统联网,则在遥测站上安装资料收集平台,并需设置若干处地面接收站。地面接收站也不宜过多,以节约投资。

      传输制式 有两种制式可供选择,也可结合应用。①自报式,又称主动式。遥测站通过编码器将信息按预先规定的编码方式定时主动地向中继站或直接向接收中心发送,称为定时控制。还可根据需要事先规定,当遥测参数的变化达到一定的数量(如雨量增加1 mm、水位增加1 cm)时,立即向中心发送数据,称为增量控制。一般兼用定时、增量两种控制。自报式具有设备简单、可靠性高、功耗小、费用省、数据过程完整等优点。但遇故障停报又无电话相通,就与中心失去联系。美国和加拿大等国主要采用这种制式。②应答式,又称被动式。遥测站经常处于待命状态和被动地位,当收到中心或经由中继站转来的指令,立即启动设备将所存贮的时段累积数据(雨量)或实时数据(水位)向中心或经由中继站发送。中心定时地向各遥测站依次巡测,遇有疑问即向该站查询订正;还可根据需要随时向所有遥测站或个别遥测站要求发报。应答式的优点是:数据量大、功能较多,既可统一巡测,又可灵活选测,指挥自如(如站上有人驻守),还可与中心互通电话,使用方便。但设备比较复杂、功能较大、维修较难、投资较贵,且不宜在多中继站的系统中使用。日本和意大利等国主要采用这种制式。中国对两种制式都在研究和试点;有的在同一系统中兼备两种制式,以满足多种用途。

      系统建设 ①在进行系统(尤其是大规模系统)建设时,必须统一规划,严格论证,并与有关部门和单位协调合作,以充分发挥系统的经济效益和社会效益,并注意节约投资。②遥测系统一般适用于需要快速传递水文信息的流域、地区或工程地点。在人烟稀少、交通不变、无人经常驻测的情况下,发展遥测系统可以省人、省钱和有利于弥补驻测站网的不足。③要求系统能够长期稳定、性能可靠并在恶劣气候条件下保持正常工作。④要求保证电源、避免雷击和防止盗窃。⑤国际上已可一次传输16个遥测参数。但蒸发量和流量的实测参数还不能实时联机自动传输。前者可通过传送影响蒸发的有关气候因子来计算蒸发量;后者除少数超声波法和电磁法测站以及利用量水建筑物测站(水位直接代表流量)可以传输外,其他测流方法所得流量数据只能用人工置数机输入信道向中心发送。

      开发情况 70年代后期,为向防洪调度管理等部门提供实时水文数据,中国开始研制和兴建水文遥测系统。10多年来,通过20多处小规模系统的试验,积累了一定的技术经验。已经投产应用的水文遥测系统有:浙江省的浦阳江,广东省的珠江流域西枝江,长江流域汉江的丹江口库区,黄河流域三门峡至花园口区间的陆浑库区,长江流域的陆水,淮河流域王家坝以上干支流等。系统兼有自报和应答两种传输制式;通信手段有微波、超短波并结合无线电话。

      一些国家开发水文遥测系统已有30多年的历史,以美国、加拿大、英国、日本、意大利等国的水文遥测系统比较先进。美国哥伦比亚河业务水文气象管理系统(CROHMS),以规模大著称于世。在流域面积67万km2范围内,有80多座水电站。50年代开始至80年代初,基本建成由人工、电传、无线电、通信卫星、流星余迹相结合的水文遥测系统。它拥有10个子系统和1个控制中心和数据库,并由9个联邦政府机构联合协作组建,包括400多个遥测站(共有900多个站)、100多个中继站,是实时作业警报预报遥测系统。美国各地经常发生骤发洪水(山洪),故分散的小规模的水文遥测系统很多,正在逐步联网,向大范围、大规模的方向发展。

      发展趋势 随着微电子技术、计算机技术、空间技术以及其他新技术的广泛应用,水文遥测系统正向多测站、多参数、多制式、多通道(特别是利用卫星)、多功能(与其他系统联网)、全自动、低功耗、高精度、长周期和程序包(应用软件)等方向发展。美国地质调查局的水文站网和收集、存贮、检索系统,80年代初经过规划、研制和试点,正在付诸实施,命名为自适应水文资料采集系统(AHDAS),具体体现了这一发展方向。




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