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水文監測中的新科技

入汛以來,長江流域降雨過程頻繁,幹流及多條重點支流發生編號洪水,長江委水文中游局轄區內洞庭湖澧水、沅水、松滋河、長江中游幹流和陸水流域相繼發生了特大洪水過程。本次洪水過程中水文中游局共有41個站點超警,16個站點超保證水位,中游局職工齊心協力搶測高洪,獲得珍貴的第一手資料,取得了階段性的勝利。

搶測高洪不僅需要精神,更需要先進的科技手段。為貫徹長江委水文局加快水文現代化建設的總體要求,推進水文測報能力的進一步提升,2020年6月至7月在長江3次洪峰期間,水文中游局抓住高水位、高流量時機,開展了多種新技術新儀器的比測試驗與應用嘗試。

無人機測驗系統

7月15至16日,中游局在漢口水文站開展了無人機測流高洪比測試驗,比測試驗按照漢口水文站測流斷面和垂線的座標,進行水面流速、水位的測驗,並將影片實時回傳,生成統計表。為了檢驗此裝置的穩定性和複雜天氣下的適應性,比測分別在大雨、大風和夜間時段進行。

比測期間,流量斷面水位在28。30-28。50米(超出警戒水位約1米),流量在53300-54300m3/s範圍波動,測流斷面水面寬約2010米。試驗採用的無人機水位流量測驗系統由六旋翼無人機攜帶雷達流速儀、平板雷達水位儀以及兩軸增穩雲臺等裝置構成。續航時間約40分鐘,距水面高度可任意調整(通常控制在10米),並加強了防水處理。

水文監測中的新科技

水文監測中的新科技

影片流量測驗系統

該影片系統採集河流表面影象後,透過影象分析水面泡沫、樹葉、波紋影像等,獲得斷面流量。可實現影象資訊穩定的定時採集、流量資料的實時監測。

水文監測中的新科技

水文監測中的新科技

雷達波流量測驗系統

2020年6月至7月陸水流域發生較大洪水,中游局在洪峰期間,分別在崇陽和百霓橋站進行了雷達波流量測驗系統應用嘗試與比測試驗。雷達波流量測驗系統和傳統的轉子式流速儀共同步施測流量測驗24次,流速測驗3次。

根據比測結果分析,轉子式流速儀與雷達波流量測驗系統實測流量大致符合函式關係,高洪測驗應用效果較好,下一步中游局會考慮調整比測方案,最佳化雷達波流量與流速儀實測流量關係,使其達到測驗規範要求。

水文監測中的新科技

纜道雷達測流系統操作軟體介面

全數字超高頻雷達測流系統

全數字超高頻雷達測流系統安裝在中游局仙桃水文站,並與傳統流速儀法開展了比測試驗工作,以探索國產超高頻雷達測流可行性及適用途徑。

比測試驗分為表面流速比測與流量比測,截至目前,表面流速共比測共30次,涵蓋高中低三個水位期;流量比測共82次,涵蓋高中低枯四個水位期,比測期間水位變幅7。07m,流量變幅3905m3/s。

下一步中游局會針對其定位誤差、測速區域與比測測點不一致等引起的流量精度低的問題,以及雷達系統的演算法開展研究,提升其測流精度。

水文監測中的新科技

電波流速儀

電波流速儀作為非接觸式高洪時期應急流量測驗裝置,方便攜帶,測驗快捷,開展比測工作,主要是為確保其測驗精度的可靠性。7月,在中游局益陽分局小河咀站超警戒水位和南咀站達保證水位期間開展了多次比測試驗。

水文監測中的新科技

總而言之,近幾年的比測工作中發現,新儀器新裝置在水文監測中優勢和不足並存,未來,水文中游局將繼續在現代化、資訊化水文測報的路上探索。

作者:魏猛  王佳妮  卓思佳

編輯:卓思佳