科技创新是水文发展的重要支撑,河南省水文水资源局各级领导一贯重视水文科研及水文科技工作。在提升科研能力、狠抓创新能力上下功夫,不断研究新课题、开发新技术。在近年的科技成果评选和创新技术推广中取得了良好的成绩。
一、科技成果
《河南省人民政府关于2019年度河南省科学技术奖励的决定》(豫政〔2020〕3号)授予《河南省水库型饮用水水源地水质风险评估及保障体系》和《基于新安江模型的淮河上游土地利用变化的水土流失效应模拟应用》2项成果河南省科学技术进步三等奖。
二、创新技术推广
翻斗称重式雨雪量计新设备
翻斗称重式雨雪量计是根据有关专利研制的新设备,避免了现有融雪雨量计和称重式雨量计的缺点,在国内外处于领先水平。假以时日,该设备将成为我国雨雪量一体化监测的主流设备。
1.翻斗称重式雨雪量计构成与原理
翻斗称重式雨雪量计的构成包括外部保护筒、保护筒上部的集雨器、套装在保护筒内部的雨量筒、称重传感器、雨量翻斗装置等共同构成。见下图。称重传感器对内置雨量筒称重,雨量筒下部的漏斗装置将液体降水排出并由翻斗装置计量。在翻斗室内,安装有加热装置。称重传感器、翻斗装置以及温控器与RTU相连,实现通讯和控制。
原理:当出现降雨时,降水通过集雨器、雨量筒进入翻斗装置,翻斗装置测计降雨量,雨水被直接排掉,称重器的重量发生变化极小,但可以用于降雨量修正;当出现雨雪混合降水时,雨水进入翻斗装置,降雪积存在雨量筒内,翻斗装置记录时段雨水量或融雪量,称重传感器测计存入雨量筒中的时段降雪量,两者之和为总降水量;当出现降雪时,称重传感器测计雨量筒内的积存雪量,翻斗装置记录融雪量;当雨量筒内有积雪而没有降水发生时,翻斗装置测计融雪量。
2.获得的相关专利
目前该设备在济源、濮阳、驻马店、栾川等水文站得到示范应用,设备运行稳定,符合有关规范要求。
3.示范应用
无人值守水文缆道远程自动测流系统
该系统以互联网为依托,按照相关水文测验规范,通过网络实现远程测流,在局域网环境下集测、报、整、算一体化,实现无人值守水文缆道远程操控。
1.系统构成
系统由四部分构成:机械部分、控制部分、局域网建设和软件设计。
(1)机械部分
机械部分由缆道、电动绞车和吊箱、副拉索等组成。吊箱具有流速仪测速、水面自动除草测速、雷达测速等多种测速方法;并兼有夜间照明、视频监控、信号传输处理、吊箱位置校准等功能。
图1.1 多功能测流吊箱
(2)控制部分
核心控制设备由终端机、交流变频器和PLC控制器构成,用于控制测流设备水平、垂直方向的运行,测流设备的收放,以及各种测流信号的采集、识别、传输、数据计算等工作。
(3)局域网建设
测流系统内部为一小型局域网,网络内数据传输由微波通信完成,计算机与移动设备之间数据传输为无线通讯。远程终端机通过INTERNET网实现对本系统局域网内设备的远程操作及实时监控。
图1.2网络结构功能图
(4)软件设计
采用windows.NET操作系统编程框架开发平台,集成了多种核心编程技术,系统界面简洁、功能齐全、操作简单、智能化程度高。
图1.3 软件控制界面
2.示范应用
目前该系统在几十水文站得到推广应用,设备运行稳定,符合有关规范要求。
图2.1 天桥断水文站设备安装图
2.2 横水水文站设备安装图
(来源:河南省水利厅、大河网)