天津市地下水自动监测系统运行情况分析

【摘要】地下水是天津市重要水资源之一，是天津市城市和农村供水水源的重要组成部分。地下水监测为地下水资源的管理和合理开发利用提供数据支撑。随着经济社会的发展，地下水监测面临新的挑战。

【关键词】天津市 地下水 监测

地下水是天津市重要水资源之一，是天津市城市和农村供水水源的重要组成部分。地下水监测为地下水资源的管理和合理开发利用提供数据支撑。随着经济社会的发展，地下水监测面临新的挑战。其中两个问题值得关注，一是缺少专用监测井，以生产井、民井为主；二是监测手段落后、信息传输时效性差，主要靠人工读取，逐月报送。因此目前的监测手段满足不了水资源管理的需要，严重限制我市地下水资源管理水平提高。因此需要建设高效的地下水自动监测系统。

一、自动监测系统概况

（一）建设过程

天津市地下水自动监测系统（简称：监测系统）2005年年底开始建设，分期分批，2009年软硬件建设完成，开始试运行，2011年正式投入使用。建成1个信息中心12个信息分中心，建设102眼专用监测井，安装自动监测设备150多套，覆盖天津市市区及各区县。

（二）技术路线

监测系统利用GPRS通信组建通信网络。通信组网结构是建立以天津市地下水资源管理办公室为中心，各区县地下水资源管理办公室为分中心的星形结构通信网络。系统所有测站直接对中心站、分中心站通信，中心站、分中心站也可直接召测所相关的测站。

利用数据库技术、GIS技术、计算机网络技术，建立集数据存储、信息处理、分析、空间与时间序列分析、信息的应用系统。

（三）地下水数据传输

地下水水位数据传输主要采用定时发送和响应发送。

定时发送：遥测终端机可将实时采集的数据定时发送给分中心站和中心站。监测站每日24次整点定时向分中心站和中心站报送监测站电压和水位信息。

响应发送：根据分中心站或中心站所发出的召测命令，被召测的监测站随时发送实时的监测数据。

二、日常运行

（一）运行情况

监测系统自2006年开始接受监测数据，之后随着建成站点的增加，监测系统的功能逐步实现。为中心、市局、水利部提供地下水位的实时数据；经过应用系统的分析，生成月、年报表及简报；多年积累的数据为项目论证提供准确的数据支撑。

（二）日常维护

为了保证监测系统的正常运行，水文中心与技术单位签订了监测系统的维护合同，维护方负责维护地下水遥测站点硬件的正常工作，包括数据的采集、发送、及蓄电池和太阳能电池板、防雷系统的正常工作以及系统软件的正常运行。除日常出现的问题及时解决，每年春季、秋季各有一次涉及全市所有站点、信息中心的集中巡检。

（三）主要问题

影响监测系统日常运行维护的主要因素有2类：

（1）硬件因素

由于环境因素造成传感器失灵或者损坏，导致无法采集数据。这种情况大多发生在南部咸水区浅井站点和工作井站点。由于监测系统投入使用时间较长，监测设备老化问题日益突出。2011年全年监测系统出现问题的70%与硬件有关。

南部咸水区浅井由于井口距水面比较近，水质较差，易堵塞传感器的气孔，长时间堵塞就会使传感器失灵损坏。

工作井站点在安装监测设备时，传感器基本都是随泵一起下井，由于泵在工作时会发生震动，传感器由于受到长期震动的影响逐渐失灵损坏。

由于环境、电流因素造成主板、充电控制器零件老化或者烧坏。这种情况大多发生在比较潮湿或者站点附近遮挡物较多的环境中。

主板属于电子物品，在潮湿和温差较大的环境中会加快老化，导致芯片或者保护系统烧坏。站房周围遮挡物较多，太阳能板运行不流畅，导致充电控制器的保护芯片损坏。

解决方式：对重要、易损部件实行备件措施，以便及时更换；日常维护中加强部件的检查，调试，使部件处于正常状态。

（2）信号因素

个别站点地处天津市与其它省市交界地带，信号传输不稳定，或是站点附近有遮挡物、通讯站，导致信号不好，无法正常发送和接收数据。

解决方式：针对交界地带信号不稳的问题，将通讯方式改为短信模式。对于站点附件有遮挡物的问题，通过调整通讯天线的位置、指向解决。

三、结语

监测系统的建成并投入使用，为天津市地下水资源管理工作提供了重要的技术支撑。下一阶段的工作重点就是在保证监测系统正常工作，并努力解决日常运行管理中的问题，为天津市水文工作提供保障。