一．前言

在水文水資源管理、防洪減災(zāi)及生態(tài)保護(hù)等領(lǐng)域，水雨情監(jiān)測(cè)設(shè)備是獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)的核心支撐，其技術(shù)性能直接影響決策的科學(xué)性與時(shí)效性。這類設(shè)備通過整合傳感器、通信傳輸及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水位、雨量等核心指標(biāo)的精準(zhǔn)捕捉，為各類涉水場(chǎng)景提供可靠數(shù)據(jù)保障。

二．工作原理

水雨情監(jiān)測(cè)設(shè)備的工作原理圍繞多技術(shù)融合展開，不同監(jiān)測(cè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)差異化技術(shù)路徑。

水位監(jiān)測(cè)以雷達(dá)水位計(jì)為核心設(shè)備，水文工程技術(shù)人員介紹其基于電磁波反射原理運(yùn)作，向水面發(fā)射頻率調(diào)制連續(xù)波信號(hào)，反射波與發(fā)射波形成的頻率差被設(shè)備捕捉后，經(jīng)信號(hào)處理單元混頻計(jì)算得出水位高度。這種非接觸式測(cè)量方式憑借電磁波傳播速度恒定的特性，可有效規(guī)避水體干擾，保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

雨量監(jiān)測(cè)則以翻斗式雨量計(jì)為常用設(shè)備，其通過承雨器收集雨水后導(dǎo)入計(jì)量翻斗，當(dāng)雨水積累至校準(zhǔn)容積時(shí)翻斗翻轉(zhuǎn)并觸發(fā)計(jì)數(shù)信號(hào)，監(jiān)測(cè)人員通過統(tǒng)計(jì)翻轉(zhuǎn)次數(shù)即可換算出降雨量。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融入使兩類設(shè)備形成協(xié)同工作機(jī)制，數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)匯總水位與雨量數(shù)據(jù)，經(jīng)4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至后臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)整合與分析。

三．技術(shù)指標(biāo)

監(jiān)測(cè)設(shè)備的核心參數(shù)決定其適用場(chǎng)景與數(shù)據(jù)質(zhì)量，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)作出明確界定。水位監(jiān)測(cè)設(shè)備的測(cè)量范圍通常覆蓋0米至40米，分辨率可達(dá)1毫米，數(shù)據(jù)更新頻率最快為5分鐘1次。雨量監(jiān)測(cè)設(shè)備的承雨口徑多為200毫米，最小可測(cè)降雨量0.1毫米，計(jì)量誤差控制在±3%以內(nèi)，能在0℃至50℃的環(huán)境溫度中穩(wěn)定運(yùn)行。供電系統(tǒng)采用太陽能與市電雙模式設(shè)計(jì)，市電中斷時(shí)可自動(dòng)切換至太陽能供電，保障無人值守場(chǎng)景下的持續(xù)工作。數(shù)據(jù)傳輸延遲不超過30秒，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳功能，可有效避免極端天氣導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。

四．技術(shù)優(yōu)勢(shì)

水雨情監(jiān)測(cè)設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐中得到充分驗(yàn)證，成為現(xiàn)代水文監(jiān)測(cè)的核心支撐。非接觸式測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用使設(shè)備無需直接接觸水體，既避免了腐蝕、堵塞等問題，又不會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)水體造成干擾，顯著延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。低功耗與智能化設(shè)計(jì)讓設(shè)備可在偏遠(yuǎn)山區(qū)、荒漠等人工難以到達(dá)的區(qū)域長(zhǎng)期運(yùn)行，減少運(yùn)維成本的同時(shí)提升監(jiān)測(cè)覆蓋范圍。數(shù)據(jù)采集精度的提升使水文分析更具科學(xué)性，研究人員認(rèn)為設(shè)備可精準(zhǔn)捕捉極端降雨、水位突變等關(guān)鍵水文事件，為災(zāi)害預(yù)警提供可靠數(shù)據(jù)支撐。多通信模式的兼容設(shè)計(jì)使設(shè)備能適應(yīng)不同地域的網(wǎng)絡(luò)條件，從城市內(nèi)河到跨省流域均能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸，打破傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的空間限制。

五．應(yīng)用場(chǎng)景

監(jiān)測(cè)設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景已覆蓋多個(gè)領(lǐng)域，為涉水管理提供全方位技術(shù)支持。

1.在防洪減災(zāi)領(lǐng)域，設(shè)備被廣泛布設(shè)于河道、水庫(kù)等關(guān)鍵區(qū)域，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)強(qiáng)降雨引發(fā)的水位上漲，相關(guān)數(shù)據(jù)為防汛部門制定疏散方案、調(diào)度水利設(shè)施提供決策依據(jù)，有效降低洪水災(zāi)害損失。

2.城市排水管理中，設(shè)備通過監(jiān)測(cè)降雨量與管網(wǎng)水位，幫助管理部門動(dòng)態(tài)調(diào)整排水設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)防城市內(nèi)澇的發(fā)生。

3.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，雨量數(shù)據(jù)為灌溉系統(tǒng)提供精準(zhǔn)參考，當(dāng)降雨量達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，工作人員及時(shí)關(guān)閉噴灌系統(tǒng)，避免水資源浪費(fèi)。

4.在水資源管理方面，設(shè)備長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)湖泊、地下水的水位變化，積累的歷史數(shù)據(jù)為水資源調(diào)度、水庫(kù)調(diào)蓄及跨流域供水提供科學(xué)支撐。

5.生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域，設(shè)備持續(xù)跟蹤濕地、河流的水文參數(shù)，為評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)健康狀況、制定污染防治措施提供數(shù)據(jù)保障。

六．總結(jié)

水雨情監(jiān)測(cè)設(shè)備的技術(shù)發(fā)展推動(dòng)水文監(jiān)測(cè)向精準(zhǔn)化、智能化轉(zhuǎn)型，其原理的科學(xué)性、參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、優(yōu)勢(shì)的實(shí)用性及應(yīng)用的廣泛性，使其成為保障水資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵技術(shù)手段。隨著傳感器技術(shù)與人工智能的深度融合，設(shè)備將在數(shù)據(jù)精度、環(huán)境適應(yīng)性等方面實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提升，為應(yīng)對(duì)氣候變化引發(fā)的水文極端事件提供更有力的技術(shù)支撐，在防災(zāi)減災(zāi)、生態(tài)保護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。