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水文仪器发展的必要性

作者:admin 发布日期:2021-5-28 关注次数: 二维码分享

       水文监测系统适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测,监测内容包括:水位、流量、流速、降雨(雪)、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等。水文监测系统采用无线通讯方式实时传送监测数据,可以大大提高水文部门的工作效率。

      相关发展

河流水量、水质、生态等信息,对于河流健康保护十分必要,卫星遥感、水情遥测等新技术层出不穷,则对建立新型水文监测制度与方法提供很好的契机与条件。
美国学者1997年就认识到,天然水流的流态为河流的恢复和保护提供了一个可以经受时间检验的“处方”。澳大利亚昆士兰省2000年通过了新的水法,科学家小组使用“基准量测法”来制定环境需水量。南非包含强制“保留水量”的新《水法》通过一年后,政府又发布了指导纲要,详细地说明了如何确定“保留水量”,如今许多南非科学家都忙于确定各大流域的各种用水量,包括生态用水量。而这与水文监测资料直接相关。科学家多年的研究,也使美国建立了准确的预报模型,能够准确预报未来一段时间内的降雨量,同时也能准确地预报这些降雨量将在哥伦比亚河流中形成多少流量,使各大河流在不筑大坝的情况下,防洪成为可能。而且,美国的若干机构都需要并参与哥伦比亚地区的降雨量和河流流量的预报,比如美国工程师兵团、哥伦比亚河流预报中心、美同天气预报河流预报中心、美国地质测量组织、美国自然资源保护中心、哥伦比亚河流管理公司、两北电力库等。 
要实现现代水文管理模式,必须首先对现有的站网结构进行调整。然而,现有水文站网的规划方法尚不成熟,并与当前的治水思路不相适应。主要表现在我国大多数水文测站是20世纪60年代以前主要为防汛服务设立的,功能单一,设站目的和任务已经严重滞后。随着国民经济和社会的发展,现有站网结构和布局已不能适应水资源开发管理、生态环境建设、河道整治的需要,无法满足水资源优化配置的要求,同时也远远不能满足城市防洪和城市水资源管理的需要。因此,必须加强水文、水环境、水生态、水土保持、采砂、河道观测、灌溉试验、野外科学观测等监测站网规划,通过大数据分析弄清社会需求,适当增加站网密度,完善站网结构、实现各类监测站网的有机结合,提升站网整体功能。

水文站网调整依赖于水文巡测技术的提高,水文巡测技术是站网调整的前提。目前,我国水文观测成果均要求整编,对于驻守站,因测次较多,一般均可以满足整编定线的需要。然而开展巡测以后,因测次减少,尽管每次测验的精度有所提高,但不能控制水情变化的全过程,整编有一定的难度。20世纪70-80年代,开展的水位流量单值化分析,对解决部分地区的巡测资料整编起到了相当大的作用,但对于诸如受水利工程影响、河口感潮河段、滨湖地区的水文巡测资料的整编仍然未取得突破,严重限制了水文巡测资料的使用价值,制约了水文管理模式的改革,寻求对水文巡测资料的整编方法是水文所要解决的重点问题之一。

仪器设备

用于水文测验的仪器设备主要包括巡测车、测量船,水位、雨量自记设备,流量泥沙测验设备。

巡测车

巡测车配备了较齐全的水文测验设备,有常用测量仪器、救生衣、涉水测验服装、安装工具、ADCP等,有的巡测车上还配备机械臂,用于桥上测流。巡测车起到了我国水文站站房的部分作用,可形象地喻作“流动的水文站”。

测船

测船的大小根据测站的水流特性配置,船长约4~6m,宽约2~3m,船体材质为不锈钢、玻璃钢、铝合金、橡胶等,通常安装有两个汽油发动机,功率约为200HP。船上无抛锚设备,配备的主要仪器设备有:易装卸的ADCP安装支架、差分GPS激光测距仪、红外水温测量仪、小型电动水文绞车、救生衣等。

水位观测设备

水位观测的仪器设备主要有气泡式、压力式、浮子式、非接触式雷达水位计等,用得较多的是压力式。用于检校水位自记仪测量误差的设备主要有悬垂式水尺,除此之外也有一般的直立式,还有为便于洪峰过后洪痕测量的洪峰水尺。

降水观测设备

降水观测设备主要采用翻斗式雨量计,并具有固态存储记录和遥测实时远传的功能。

流量测验设备

流量测验主要采用ADCP、H- ADCP及涉水测量的ADP (ADV),极少测站采用转子式流速仪测流。ADCP的使用由各州水科学中心统一调度,1台ADCP可用于10~20个测站甚至更多测站的流量测验,使用效率很高。ADCP在投产前需进行严格的比测试验,以美国密苏里州水科学中心为例,ADCP在正式投产前,在不同水沙特性的测站,连续至少5~8年与流速仪法比测,测次多达200余次。在ADCP测流精度满足要求后,再在所有测站全面推广应用。


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