現(xiàn)代水文在線監(jiān)測(cè)及全要素集成技術(shù)
《現(xiàn)代水文在線監(jiān)測(cè)及全要素集成技術(shù)》主要研究降雨、蒸發(fā)、水位、水溫、水質(zhì)、流速、流量、泥沙等水文要素?cái)?shù)據(jù)的自動(dòng)采集方法，并進(jìn)行主要設(shè)備研制、系統(tǒng)應(yīng)用集成、大數(shù)據(jù)挖掘與處理等技術(shù)的研究和應(yīng)用，針對(duì)水文測(cè)驗(yàn)自動(dòng)化難度大、數(shù)據(jù)精度保障低等問(wèn)題，提出多種解決方案和應(yīng)用實(shí)例，為水文多要素監(jiān)測(cè)自動(dòng)化提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
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目錄
第1章綜述1
1.1國(guó)內(nèi)外水文監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀2
1.2水文監(jiān)測(cè)技術(shù)5
1.2.1水文監(jiān)測(cè)方式5
1.2.2水文要素監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用6
第2章降雨與蒸發(fā)自動(dòng)監(jiān)測(cè)17
2.1雨量自動(dòng)監(jiān)測(cè)18
2.1.1翻斗式雨量計(jì)18
2.1.2液位式雨量計(jì)18
2.1.3稱(chēng)重式雨（雪）量計(jì)21
2.1.4雨量計(jì)的安裝與日常保養(yǎng)23
2.1.5各類(lèi)型雨量計(jì)指標(biāo)對(duì)比25
2.2蒸發(fā)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)25
2.2.1200mm口徑蒸發(fā)皿26
2.2.2E601B蒸發(fā)器27
2.3液位式蒸發(fā)量自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)29
2.3.1結(jié)構(gòu)組成與工作原理30
2.3.2主要性能指標(biāo)30
2.3.3適用條件與安裝維護(hù)要求31
2.3.4其他液位式蒸發(fā)量自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)32
2.4稱(chēng)重式蒸發(fā)量自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)35
2.5陸地蒸發(fā)和大型水面蒸發(fā)監(jiān)測(cè)36
2.5.1陸地蒸發(fā)觀測(cè)場(chǎng)設(shè)置及儀器布局36
2.5.2水面漂浮觀測(cè)蒸發(fā)場(chǎng)設(shè)置與儀器布局37
2.5.3蒸發(fā)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成37
2.5.4蒸發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后處理39
2.5.5蒸發(fā)量比測(cè)41
2.5.6全自動(dòng)水面漂浮蒸發(fā)站建設(shè)實(shí)踐43
第3章水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)與檢測(cè)47
3.1水位計(jì)的原理與應(yīng)用48
3.1.1浮子式水位計(jì)48
3.1.2壓力式水位計(jì)53
3.1.3雷達(dá)水位計(jì)63
3.1.4超聲波水位計(jì)65
3.1.5激光水位計(jì)68
3.1.6各種水位計(jì)應(yīng)用情況的比較69
3.2復(fù)雜河流斷面水位適應(yīng)性自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)69
3.2.1復(fù)雜河流斷面水文特性69
3.2.2感潮河段水位改正算法70
3.2.3復(fù)雜河流斷面水位計(jì)選型72
3.2.4水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)集成技術(shù)74
3.3水位計(jì)精度比測(cè)與無(wú)傷檢測(cè)校準(zhǔn)技術(shù)79
3.3.1水位采集精度比測(cè)試驗(yàn)79
3.3.2水位數(shù)據(jù)處理方法研究84
3.3.3多類(lèi)型壓力式水位計(jì)檢測(cè)校準(zhǔn)系統(tǒng)84
第4章水溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)91
4.1表層水溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)92
4.1.1水溫監(jiān)測(cè)要求92
4.1.2水溫傳感器選型92
4.1.3水溫傳感器安裝方式92
4.1.4水溫自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用92
4.2深庫(kù)垂向分層水溫在線監(jiān)測(cè)94
4.2.1國(guó)內(nèi)外水庫(kù)垂向水溫監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀94
4.2.2垂向水溫監(jiān)測(cè)技術(shù)95
4.2.3基于分布式光纖的垂向水溫在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用96
4.3溪洛渡水庫(kù)生態(tài)調(diào)度期分層取水方案與試驗(yàn)效果分析102
4.3.1監(jiān)測(cè)實(shí)施方案103
4.3.2疊梁門(mén)運(yùn)行方案107
4.3.3表層水溫變化分析108
4.3.4垂向水溫變化分析116
4.3.5疊梁門(mén)分層取水效果分析122
第5章聲學(xué)多普勒流量監(jiān)測(cè)125
5.1ADCP測(cè)流原理126
5.1.1水平ADCP測(cè)流原理126
5.1.2走航式ADCP測(cè)流原理127
5.1.3走航式ADCP測(cè)驗(yàn)精度分析129
5.2在線ADCP分類(lèi)135
5.2.1水平ADCP135
5.2.2垂向ADCP135
5.3ADCP在線監(jiān)測(cè)與集成136
5.3.1基于固定高程的水平ADCP在線測(cè)流系統(tǒng)集成136
5.3.2基于水深變化的水平ADCP多層流速自動(dòng)測(cè)量控制系統(tǒng)143
5.3.3垂向ADCP測(cè)流系統(tǒng)集成153
5.4感潮河段流量在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用154
5.4.1感潮河段斷面特性154
5.4.2測(cè)流方案與流量推算156
5.4.3在線監(jiān)測(cè)集成應(yīng)用157
第6章河道流量在線監(jiān)測(cè)技術(shù)165
6.1基于雷達(dá)波點(diǎn)流速儀的流量在線監(jiān)測(cè)166
6.1.1測(cè)量原理166
6.1.2系統(tǒng)組成與主要技術(shù)指標(biāo)167
6.1.3系統(tǒng)集成168
6.1.4成果應(yīng)用169
6.2基于纜道的移動(dòng)式雷達(dá)波自動(dòng)測(cè)流系統(tǒng)171
6.2.1測(cè)量原理171
6.2.2系統(tǒng)功能與主要技術(shù)指標(biāo)172
6.2.3系統(tǒng)集成173
6.2.4成果應(yīng)用174
6.3基于超高頻雷達(dá)波表面流場(chǎng)探測(cè)的流量在線監(jiān)測(cè)178
6.3.1UHF雷達(dá)表面測(cè)量原理178
6.3.2設(shè)備組成與主要技術(shù)指標(biāo)181
6.3.3系統(tǒng)集成182
6.3.4成果應(yīng)用187
6.4基于超聲波時(shí)差法的流量在線監(jiān)測(cè)193
6.4.1測(cè)量原理193
6.4.2系統(tǒng)組成與主要技術(shù)指標(biāo)195
6.4.3系統(tǒng)集成196
6.4.4成果應(yīng)用198
6.5基于圖像法的流量在線監(jiān)測(cè)205
6.5.1測(cè)量原理205
6.5.2系統(tǒng)組成與主要技術(shù)指標(biāo)207
6.5.3系統(tǒng)集成208
6.5.4成果應(yīng)用209
第7章泥沙監(jiān)測(cè)215
7.1懸移質(zhì)泥沙自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)220
7.1.1聲學(xué)多普勒測(cè)沙220
7.1.2光學(xué)散射測(cè)沙230
7.1.3光學(xué)后向散射測(cè)沙234
7.1.4激光衍射測(cè)沙238
7.2泥沙顆粒級(jí)配分析技術(shù)258
7.2.1泥沙顆粒級(jí)配分析現(xiàn)狀258
7.2.2懸移質(zhì)泥沙級(jí)配快速分析技術(shù)260
7.2.3懸移質(zhì)泥沙級(jí)配分析方法成果轉(zhuǎn)換268
7.3含沙量在線監(jiān)測(cè)集成與應(yīng)用271
7.3.1斷面基本情況271
7.3.2斷面含沙量分布特性分析273
7.3.3TES-91在線泥沙監(jiān)測(cè)系統(tǒng)275
7.3.4比測(cè)率定分析278
第8章水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)283
8.1水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的類(lèi)型284
8.1.1固定式284
8.1.2簡(jiǎn)易式284
8.1.3小型式285
8.1.4水上固定平臺(tái)式285
8.1.5浮標(biāo)式286
8.1.6浮船式288
8.2水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成289
8.2.1采水單元289
8.2.2分析單元293
8.2.3配水及預(yù)處理單元300
8.2.4控制及數(shù)據(jù)采集傳輸單元307
8.2.5質(zhì)量控制單元311
8.2.6超標(biāo)留樣單元313
8.3水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝調(diào)試314
8.3.1系統(tǒng)設(shè)備的安裝314
8.3.2配套設(shè)施及輔助單元325
8.3.3系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)試326
8.4水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)329
8.4.1運(yùn)維基本要求329
8.4.2運(yùn)維管理與內(nèi)容330
8.4.3質(zhì)量控制336
8.4.4運(yùn)維檔案與記錄340
第9章地下水與墑情監(jiān)測(cè)341
9.1地下水監(jiān)測(cè)342
9.1.1地下水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)342
9.1.2地下水位監(jiān)測(cè)342
9.1.3地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)346
9.2墑情監(jiān)測(cè)347
9.2.1土壤水分監(jiān)測(cè)儀分類(lèi)和特點(diǎn)348
9.2.2TDR墑情監(jiān)測(cè)技術(shù)350
9.2.3頻域法監(jiān)測(cè)技術(shù)356
9.2.4系統(tǒng)應(yīng)用359
第10章數(shù)據(jù)采集傳輸控制與集成技術(shù)367
10.1多要素多通道低功耗采集與控制技術(shù)368
10.1.1RTU結(jié)構(gòu)與功能369
10.1.2實(shí)時(shí)采集技術(shù)370
10.1.3嵌入式實(shí)時(shí)控制技術(shù)372
10.1.4固態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)376
10.1.5信道傳輸控制技術(shù)380
10.1.6電源智能管理控制技術(shù)381
10.1.7控制終端顯示技術(shù)382
10.2數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)382
10.2.1近距離無(wú)線通信383
10.2.2移動(dòng)通信387
10.2.3有線通信391
10.2.4衛(wèi)星通信392
10.3測(cè)站一體化集成技術(shù)397
10.3.1測(cè)報(bào)控一體化結(jié)構(gòu)397
10.3.2測(cè)報(bào)控一體化技術(shù)特點(diǎn)398
第11章多要素監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異構(gòu)與管理401
11.1多線程水文數(shù)據(jù)實(shí)體技術(shù)402
11.1.1線程池技術(shù)402
11.1.2實(shí)體技術(shù)404
11.2全要素、全量程異構(gòu)數(shù)據(jù)處理405
11.2.1全要素集成405
11.2.2全量程監(jiān)測(cè)405
11.2.3異構(gòu)數(shù)據(jù)處理407
11.3多協(xié)議數(shù)據(jù)融合技術(shù)409
11.4運(yùn)維管理技術(shù)411
11.4.1建立通信鏈路411
11.4.2用戶接口提供412
11.4.3響應(yīng)式前端框架413
11.5數(shù)據(jù)庫(kù)管理與應(yīng)用414
11.5.1總體存儲(chǔ)方案414
11.5.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)414
11.5.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)選擇415
11.5.4數(shù)據(jù)安全保障技術(shù)416
第12章綜合應(yīng)用實(shí)例419
12.1水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)中央報(bào)汛站自動(dòng)報(bào)汛系統(tǒng)420
12.1.1系統(tǒng)概述420
12.1.2系統(tǒng)總體方案421
12.1.3報(bào)汛站集成與實(shí)施426
12.1.4網(wǎng)絡(luò)水文站建設(shè)與運(yùn)行427
12.1.5流量同化應(yīng)用428
12.2遼寧省水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯集平臺(tái)432
12.2.1系統(tǒng)概述432
12.2.2軟件體系結(jié)構(gòu)432
12.2.3需求分析434
12.2.4實(shí)施部署436
12.2.5實(shí)施效果440
12.3云南省滇中引水工程地下水（地表部分）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)441
12.3.1系統(tǒng)概述441
12.3.2系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方案441
12.3.3流量（水位）傳感器應(yīng)用443
12.4上海市長(zhǎng)江口水文監(jiān)測(cè)網(wǎng)系統(tǒng)458
12.4.1系統(tǒng)概述458
12.4.2系統(tǒng)組成459
12.4.3多要素系統(tǒng)集成461
12.4.4實(shí)際應(yīng)用情況470
12.5老撾國(guó)家水資源信息數(shù)據(jù)中心470
12.5.1系統(tǒng)概述470
12.5.2需求分析472
12.5.3建設(shè)方案473
12.5.4系統(tǒng)集成與實(shí)施476
參考文獻(xiàn)481
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