他们这样给河道做“CT”…… - adcp声学多普勒流速仪

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8月12日20时，子牙新河献县站闸上水位12.71米，流量每秒399立方米……进入汛期，这样的水文数据频频出现在大家面前。那么，河道水位、流量等水文数据是怎么测出来的呢？

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近日，记者采访了河北省沧州水文勘测研究中心的工作人员，揭开水文数据监测的“奥秘”。

时刻紧盯水情 全天候监测分析8月12日7时，记者来到献县水文站，这里的工作人员早已经忙碌在各自的岗位上。“最近都是24小时值班，需要时刻盯着上下游水情，全天候监测分析水文数据。”沧州水文勘测研究中心献县勘测队队长张传河说，每到整点，他们就要准备报汛信息。水位上涨过快时，他们还要在夜间冒雨到监测断面施测流量。“虽然现在监测设备已经高度自动化，但是完成一次洪水流量监测也需要30分钟左右。测完流量后，还有拟报、校报、发报等程序。”张传河说，他们每次在水文数据上报前，都会反复测算并互相校核。“大家困了，就轮流休息一会儿。这种紧要关头，绝不能松懈。”张传河说，他们往往刚整理分析完一组水文数据，马上又投入下一次监测。据了解，沧州有19个水文站，承担着滹沱河、子牙河、子牙新河、滏阳河、滏阳新河、连接河、滏东排河、南排水河、北排水河、黑龙港河、南运河、捷地减河、白洋淀以及沧州境内10条入海河流断面的水文监测作业。水文站的测报人员需要常年坚守在工作岗位上，为防汛决策提供重要的水文情报。 / [5 Z3 Q+ `3 ^7 I

工作人员查看并记录水位数据。

雷达水位计测水位 精度达到毫米级水位是怎么测出来的？是将一把长尺子插进河里，测量水底到水面的距离吗？“过去测量水位，就是用木质水尺。当时，先在河底立一个木桩，再把2米一根的水尺立在上面，一个一个地往上接，接到历史最高实测水位后，再高出半米。”张传河介绍，当时根据河水深度，一个横断面要设3个至7个这样的木尺桩，每条河一般测1个至2个横断面。张传河告诉记者，这样的测法虽然准确，但是费时费力。遇到极端恶劣天气，工作人员测量时还会遇到风险。后来，我市陆续安装了电子水尺、压力水位计、雷达水位计和超声波水位计等自动化水位计。“以前是拿着本子，蹲在河边读水尺。现在的测量方法很先进，如果没有特殊情况，就用仪器自动测水位。工作人员坐在屋里，就能从电脑上看到相关数据。”在献县境内子牙新河边，张传河指着一个雷达水位计向记者介绍，“这就是雷达探头，探头往水里发射电磁波，打到水面再反射到探头，自动记录时间，仪器自动就算出水位了。”张传河说，雷达水位计实时监测水位，获取的数据自动读取，即时把数据传输到后台监测中心，再发送到水文站。“这种测量方式精度高，使用更方便。探头测出的水位数据能够精确到毫米，每2秒至5秒就刷新一次。如果水位超过设置高度，还会发出声音报警。”张传河说，他们每6分钟就要观测一次水位变化情况。随后，张传河向记者介绍了河边安装的视频水位系统，“在水文站的显示屏上就能看到河里的水尺，把水尺测量的数据和雷达水位计传来的数据同步比测，可避免出现偏差”。据了解，全市所有水文站均已实现河道水位自动监测。

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献县水文站工作人员对河道流量进行监测。

船上安装“听诊器” 实时监测河道流量献县水利枢纽处的过河缆道，是献县水文站设立的子牙新河流量监测点之一。记者来到这里，了解水文站的工作人员如何监测河道的流量。“把声学多普勒流速剖面仪（简称ADCP）设备通过蓝牙连接电脑，点击电脑鼠标，就可以一键测量水流数据。这就相当于给河道做CT（电子计算机断层扫描）。”张传河说。信号连接成功后，工作人员将装有监测设备的“三体船”固定在缆道上，将其缓缓放到河面上，随后操纵缆道，从河的左岸缓慢地移动到右岸，河面上的设备则贴着水面滑行。“在这艘约1米长、看似普通的‘模型船’上，安装着先进的ADCP系统。它就像水下的‘听诊器’，来回扫测就能获取相关数据。为了获得更准确的数据，我们一般会让它来回走4趟。”张传河说，声波水上水下往返，然后生成一组组流量数据。这边测量完毕，不远处的电脑上会立即显示出数据。宽120米的流水断面，工作人员仅用10分钟就完成了流量监测。断面水流的流量往返数据，误差不到5%，达到“较精准”级别。“遇到水流特别大的情况或在无合适桥面的区域进行流量监测时，我们也会使用无人船测量。在设备上设置好时间、路径、速度等，可以远程操控船体，流量会实时显示在电脑屏幕上。”张传河说，无人船和ADCP一样，都是运用声学多普勒效应原理。但和ADCP相比，无人船测量效率和安全性会更高。此外，记者还了解到，在冯庄水文站，有一种更先进的河道流量监测仪器——固定式ADCP。“在河道的一个断面上，先确定两个固定点位，使探头漂浮在这两个点位的水面上。仪器安装调试好后，可24小时实时自动监测滏东排河的流量。”沧州水文勘测研究中心监测科科长段现辉说，这是目前全市唯一一台全自动流量监测设备，可长期工作，通过定期比测就可以稳定运行，能够做到日常免维护，无需人工值守。 # v$ g9 S2 c% K# D% M

提供“作战图” 水文监测作用大据了解，近年来，沧州水文勘测研究中心已引进雨量、水位、流量等高科技监测设备300余套，用于沧州境内河道的水位、流量、泥沙、岸温以及降水量等数据监测。这些设备监测的数据，会第一时间发送到沧州水文勘测研究中心水情科。“水文站相当于前线的‘哨兵’，我们则是后方的‘信息中枢’，全天候紧盯各个屏幕上不断滚动的数字，实时了解各监测点传回的数据。”沧州水文勘测研究中心水情科科长哈建强介绍，水情科承担着本地水文情报上报以及上游水情的收集、水情预报、洪水预警等任务。“一次洪水过境，我们会接收和上报数万条水文数据。这些数据需要进行全面、深入的分析，比如水位变幅情况、是否超警、洪峰出现时间及大小、洪水变化趋势……”哈建强介绍，他们收到各监测点传来的数据后，需要实时对水文数据进行校核、分析、上报，并制作《水文快讯》《雨水情信息》《雨水情分析》《雨情快报》《洪水预报》等水文分析材料，报给各地防汛指挥机构和应急、水务等部门，最大程度地保护人民群众的生命财产安全。“水文分析材料相当于前方指挥官的‘作战图’，可为相关部门制定科学的防御措施争取到足够的时间。”哈建强说，今年入汛以来，截至8月14日8时，水情科共接收和处理水文数据157796条，为防汛抗旱指挥部门决策提供了强有力的技术支撑。 ' o- z1 X2 K: ]& \) U) C* X7 G

来源：沧州晚报 记者 苏少静 殷实

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