水文测量工作中新技术的应用

[摘 要]随着现代科技的发展，测绘新技术和新仪器的水平也在不断提高，在水利工程管理工作中得到了越来越广泛的应用。本文主要对水文测量工作中运用的新技术进行分析，仅供参考。

[关键词]水文测量；新技术；应用

中图分类号：P332 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0210-01

1 引言

现代科技的发展使水文测量工作变的更加科学化成为了可能，新仪器、新技术的发展打破了水文测量工作中应用的传统测绘手段和测绘模式的格局。遥感技术即RS技术、全球定位系统及GPS新技术、多波束测探系统和测量机器人等的出现，为水文测量工作的科学化奠定了基础。众所周知，水利事业在我国享有重要地位，这就要求工作人员做好水利工程的管理，不断研发新的水文测量技术和开发新的更为精准的测量仪器设备，实现仪器智能型、知识密集型，确保水利工程能够安全运行，造福更多人。

2 水文测量工作中的新技术

2.1 全球定位系统的应用

全球定位系统即GPS，上世纪九十年代由美国研发成功的可以在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位的卫星导航与定位系统。GPS具有精度高、自动化程度高、不受时间限制、效益高等优点，逐渐被科学家所垂青，被广泛的应用于多种学科领域的测量中。GPS在静态时，定位精度可以达到毫米级；动态时，能达到亚米级的精度，同时辅助先进的测量系统和软件，可以进行实时监测并形成图像。

抗洪抢险时，可以使用GPS水道测量系统对数据进行采集，配合使用Hypack软件可以实现图像的现场呈现。实现对险工险段的检测和对河床冲刷变化及河堤两岸的变化进行定量分析。及时发现险情，汇报于防汛指挥部们，尽早实施相应对策，减少灾情。GPS在水文测量中的使用，为防汛工作提供的重要的依据。

在江河水道地形测量中，GPS同样发挥重要作用。一般情况下，每5年会对江河冲击性河道进行一次1：10000的地下水形，遇到热大洪水及枯水的情况，可增加测量次数。通常情况下，对于重点江段，需要进行长距离水道地形的测量，一般采取静态GPS技术，半年即可完成任务。在湖泊水下地形测量中，复杂水系区域的测量工作也只需要1年的时间，缩短了测量周期，提高了时效性。

流量测验时，GPS可以对水文巡测断面实施测量，收集汛期时的水文资料。而在大型水利工程的实施中，GPS技术更是功不可没。相关资料表明，三峡工程的建设中，应用GPS进行了控制测量、控制测量、 水下地形测量、 固定断面监测以及水文测验中。

2.2 遥感技术在水文测量工作中的使用

遥感技术即RS技术，其工作原理是从高空或者外层空间接收来自地球表层的电磁波信息，并对这些信息进行扫描、摄影、传输、和处理，从而实现对地表各种物体及现象的远距离测量和识别。

工作人员通过对影像的比对分析，能尽早发现问题并向相关部门呈报，为尽快提出解决方案争取时间。近年来，遥感技术已经成为水文测量和管理工作中的重要技术支撑。在我国江苏省，RS技术已经被广泛应用，采用高分辨率卫星影像和航片，对太湖、洪泽湖等湖泊的开展积极的保护共作。图1即为太湖常州市武进区界内的遥感影像变化情况。通过影像，我们可以很清晰的发现湖泊岸线的变化情况，从而为工程管理部门监管工作带来了很大的便利。

2.3 多波束系统的应用

多波束系统之所以称作多波束，是因为多波束的接收换能器多达60个，利用超声波的工作原理，可以通过发射和接收声波信号，并通过对声波传播时间和声速来计算出所测区域的水深。发射一次，接收到的水深点信号即可多达60个，并被计算机所记录，实现对水下地形的全方位覆盖，测量的范围广，速度快，可被测量的深点多。

目前，我国的大多数测绘单位依旧使用单波束测绘系统开展水下地形的测量工作。单波束测深系统作为传统的测绘系统，测量时经常会因为测线数量过少而使得测量工作不够全面，为解决这一问题，就需要不断增加测线，加大了工作量，降低了工作效率。同时，单波束测深仪工作环境要求严苛，一旦受到外界的干扰，测量的精度就会受到影响。而多波束系统对水下地形的测量是以一种全覆盖的方式进行，因此，它与目前常规单波束测深比较，具有测深点多、测量迅速快捷、全覆盖、不受测量环境的影响等优点。再结合软件，可以生成较清晰的三维模拟图，多波束测量系统的使用，实现了对大比例尺的测绘和特殊要求的水道地形测量，使诸多测量的不可能成为了可能，在我国的防洪减灾工作中发挥着重要的作用，减少了巨大的经济损失。

2.4 核探测技术在水文测量工作中的应用

核探测技术具有诸多优点，例如探测效率高、受外界干扰较少、能测量的参数较多。目前，在我国已经被广泛使用于水文测量、工程测量及环境监测中。现将核探测技术在水文测量工作中的应用做一简单的阐述。第一，核探测技术可以实现对地下水流速、流向的测定。通过双孔测量和单孔两种放射性示踪法进行测量。第二，核探测技术可以应用于水库的查漏工作中。第三，还可用于河流中水流速度的测定和含沙量的测定。

3 新仪器在水文测量中的使用

3.1 测量机器人在水利工程变形监测中的运用

目前，最为先进的多功能全站仪应该当属测量机器人，在不需要人为操作的情况下，可以实现对目标的搜索、跟踪、辨识和精确照准目标并测存角度、距离、三维坐标以及影像等信息，自动化程度高，也更为智能，可以代替人工的操作。

测量机器人的视频成像系统是由CCD影像传感器和步进马达所构成，并附带智能化的控制和应用软件。测量机器人可以通过传感器对棱镜进行识别，迅速做出分析、判断与推理，实现照准、读数等测量操作。测量及其人可以实现自动化变形监测，通常，根据仪器假设的不同，又可以分为固定的全自动持续监测方式和移动的周期性网观测方式两种。前者由四部分组成，包括基站点、参考点、目标点和控制中心，能实现全天候的监测，并且操作简单，测量准确。后者则需要由人工来操作，自动化程度低，工作效率介于固定的全自动持续监测和传统的监测之间。目前，我国的许多大型水利工程都是采用测量机器人来完成变形自动化监测工作，既能节省人力资源，减少测量误差，及时发现工程中存在的隐患，又能提高工作效率。

3.2 其他测量仪

新仪器还包括LDH -Ⅱ型流量测算仪、ECZ75-1A 型水文巡测车、DCT-1型报汛数传仪等。LDH -Ⅱ型流量测算仪采用无线传输、单片机自动处理， 直接输出流速、流量成果；EXC75-1A 型水文巡测车能适用于各种复杂的环境， 比其他测流设施操作简单、方便、快捷；而DCT ―1 型报汛数大大加大了测量的精确度。这些新仪器设备的投入使用为准确、及时的发报水情信息， 提高水情报汛的时效， 提供了重要保障。极大地减轻了水文测报人员的工作量， 提高了水文测报的质量和时效。

4 结语

随着社会经济的不断发展，气候条件的变化多端，国家及人民对于水文测量工作的要求日渐提高，要求水文测量工作者能及时、有效、准确的向人民消息。因此，国家应该投入更多的财力和物力，培养更多的科研研发人员，致力于新技术的发现和新设备的生产，同时借鉴国外技术与设备，取其精华，去其糟粕。努力提高我国水文测量的水平，减少突发性灾害带来的损失。

参考文献

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