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水文监测范文1
概述
水文监测资料是国家重要的基础信息资源之一,是水利工程建设、水资源开发利用、科学研究和国民经济建设的基础数据资料。它被广泛应用于防汛抗旱、江河治理、水利工程规划设计、水资源管理与开发利用、水生态与水环境保护修复、水科学研究及其他国民经济建设。长期以来,水文监测资料主要以《水文年鉴》、整编成果的纸质文档形式,分别储存于各基层水文管理部门与其上级单位;近几年来,随着计算机技术的不断普及,许多单位都建立了水文资料数据库,方便了资料的检索、查询与提供;在适时水文资料的传输、处理方面,有的单位实现了水文资料的自动测报。但是,根据水文资料的获得、作用及特点,在管理、共享方面应有与时俱进的对策,充分发挥水文资料的使用价值和经济效益,为国民经济建设服务,为广大水文职工谋福利。
水文监测资料的获得、用途与特点基本水文监测资料,是由国家基本水文测站监测,并经过整编后的资料。主要有水位、流量、泥沙、气象等观测项目的成果。
水文监测资料的获得
基本水文测站是国家水文站网中的一个单元,主要负责基本水文资料收集、报汛等。根据设站目的,通过查勘,选择有较好控制的测验河段,设置基本水文勘测断面;分析测验河段水文要素的变化特性,制定相应的测验方案;采用先进的测验技术、仪器与设施收集各种水文要素的原始资料;实测的水文监测原始资料,只能反映水文要素的局部或某一时刻的特性,具有时间上离散、空间上孤立、项目上单一的缺点;必须按科学的原理、方法,统一的标准、规格,整理成系统、完整的水文要素过程资料,以简明的图表形式汇集成册,确保其完整性、可靠性与一致性。并经过审查、汇编,以纸介质文档(水文年鉴)或磁介质文档(电子文档)等形式刊印或贮存,便于提供使用。
水文监测资料的作用
水文监测资料是水利及一切与水有关联的国民经济建设的重要基础信息和决策依据。通过水文站网,采用水文测验方法取得的各种第一手基本资料(或称数据),包括水文原始记录和由记录整理汇编成的水文特征值统计、各种水文资料报告等。基本水文监测资料由国家设立专门水文机构长年累月地收集和整编,具有普遍性和通用性,能满足工业、农业、国防和科研各部门的需要。
长期以来,水文监测资料在水利和国民经济建设中,特别是在防汛抗旱、环境保护、水土保持、生态维护、水资源管理等方面,发挥了其不可替代的作用,取得了显著的经济效益与社会效益。
1.3 水文监测资料的特点 水文资料具有代表性、完整性和科学性,且不同项目的资料是有机联系的整体。系列具有长期的连续性,能反映水文变化的全过程,便于探讨其客观存在的规律性;实测的数据具有准确性,能充分满足使用部门的需要,发挥资料的实用价值;水文测验和整编具有统一的标准,能保证资料的质量和通用性,便于在同一基础上进行资料的对比、分析和得到正确的结论。
2 水文监测资料的储存管理与提供方式
2.1 储存管理 我国大部分水文部门的水文监测资料,一般分两级管理。一级是基层水文管理单位负责原始记录,整理、整编成果,以及刊印资料的管理;另一级是基层水文管理单位的上级单位负责整编成果、刊印资料的管理。即:基层水文管理单位(地、市局,或分局)负责自记图纸及水文观测记载簿,流量、泥沙测验原始记录,逐时水位、流量、含沙过程线图,水位~流量关系曲线图,手工整编成果、刊印资料等的储存与管理;基层水文管理单位的上级单位(省局)负责整编、电算、刊印成果的储存与管理。
水文监测资料的贮存形式,一般分为纸介质与磁介质两种。纸介质与磁介质资料在市级和上级水文机构,都设有专用的库房,具有良好的管理环境和规范化的管理体制。水文监测资料的借阅与应用,均要通过相关的领导许可及经办人员的签名。
在磁介质资料的管理方面,江西水文在全国分布式水文数据库系统的基础上,利用原有MS-DOS平台下的程序,开发研制了基于WINDOWS平台下的水文数据库,可以将库中的数据转换成相应的EXCEL表格,满足了现代新的办公软件下的使用,为水文资料更广泛、高效地应用,打下了坚实的基础。
提供方式
随着计算机的普及,基本水文测站都配备了相应的设备,为收集原始资料提供了技术保障。水文监测资料整编程序,也由原来本省编制的水文整编程序,换成了长江水利委员会水文局编制的《南方片水文资料整编程序》,方便统一水文数据库建立。
提供的水文监测资料主要是逐时成果、逐日成果、极值成果、多年统计成果等资料。1987年以前,向社会提供水文监测资料,采用每年刊印的《水文年鉴》。随着计算机的普及运用,1988年后停止刊印《水文年鉴》,一般以磁介质的方式向外提供。并且,建立了较为完备的水文数据库,完善了数据检索、查询系统,方便了水文监测资料的提供与使用。
3 管理与运用中存在的问题
一是在水文监测资料的应用方面,只重视水文监测资料的提供与管理,没有进行分析、研究,使得水文监测成果的技术含量低,经济效益不高,其潜在的作用与优势没有充分地发挥;二是早期水文监测资料是手工整编,没有进入数据库,检索、查询困难,共享程度低;三是水文监测资料的管理水平有待进一步提高。
4 管理与运用的对策 4.1 深加工,增强水文的技术优势和市场优势
加强对水文监测资料的深加工、拓展水文服务面,是增强水文发展实力和提高水文服务能力的重要手段。水文要转变观念,在重视测验整编的同时重视测验成果的分析研究,既要注重收集资料,又要紧密联系经济发展和水利建设需要,对水文监测资料进行分析研究的深加工,增加成果的技术含量,由向顾客提供基础水文监测资料转变为提供研究成果,提高水文服务的经济效益,将资料优势转化为技术优势和市场优势。
4.2 重开发,提升信息管理水平
对现有水文数据库进行升级和查漏补缺,根据水利发展的新思路,开发提供深层次信息的数据库查询、加工软件,完善水文监测资料管理信息服务系统,为水文监测资料的存储、加工、管理和共享提供全面技术支持,满足各个层面的需求。
强管理,让顾客满意
加强水文监测资料的管理,树立正确的服务意识,以热情、快捷的服务方式,让水文顾客满意。同时,要严格按照水文资料保密的规定,在提供资料的过程中,对资料要严格依照有关规章、程序,做好特殊水文资料的保密工作。
5 结语
随着《水文条例》的颁布实施,水文监测资料的管理和应用有了法律法规的保障。全国水文监测资料管理信息服务系统在可预见的将来会得到进一步的完善,达到水文监测资料真正意义上的共享。
参考文献:
山东省水文水资源勘测局关于水文资料使用管理办法
水文监测范文2
【关键词】水害因素;井下涌水监测;地面遥测;排水量;涌水量
1.主要水害因素
古书院矿生产主要影响的水害因素主要有采空区积水、奥灰承压水。
1.1采空区积水
采空区积水(包含小煤窑采空区积水)。
1.2奥灰承压水
15#煤层基底奥陶纪石灰岩承压水。
2.水文监测系统的安装与使用
水文监测系统主要设备分三部分:主站、分站、井下监测仪。工作原理是:
主站设在地面,用于接收和显示各个监测分站的实时数据,并整理、打印各种报表。分站使用双CPU工作,两个CPU分别与井上计算机(主站)和井下监测仪通信,同时共享内存数据并循环显示各监测点数据,当分站接收到计算机读取数据命令,则打包内存数据并发送至主站。井下监测仪主要是通过传感器接收信号,然后连接数据采集仪通过数据转换器转换信号,将信号传输至分站,同时实地显示各监测点实时数据。
我矿根据监测目的不同分三处安装使用:
2.1地面监测
井上水文监测点设在污水处理一、二、三厂,井下排水通过管道直排污水处理厂,超声波传感器安装在直排管道上。
超声波传感器的大致工作原理是:
当超声波束在液体中传播时,液体的流动将使传播时间产生微小变化,其传播时间的变化正比于液体的流速,其关系符合下面表达式:
V=×
θ为声束与液体流动方向的夹角
M为声束在液体的直线传播次数
D为管道内经
Tup为声束在正方向上的传播时间
Tdown为声束在逆方向上的传播时间
T=Tup-Tdown
流量公式:Q=V*T
Q为流量
V为流速
T为时间
传感器采集数据后通过数据转换器转换信号,上传信号至分站,分站再上传至主站,主站接收、显示排水量。
监测排水量主要有三个用途:
2.1.1调节排水
井下三个开采水平均有直排管道通往污水处理厂,不同的管道传输的数据,反应了各水平的排水量。井下排水管路已形成网络,当某处水量增大,排水管路不能满足要求时,可以通过阀门控制调节水量,完成排水。
2.1.2调整设备
通过对排水量监测,可以得知各排水点的排水设备(水泵、电机、排水管路)是否满足要求,或是否存在大马拉小车的情况,以便调整排水设备,使其在满足排水要求的情况下杜绝浪费。
2.1.3验证分析
通过排水量与涌水量的数据对比,结合井下排水设备实际运行状况来分析排水量监测数据的准确度。
2.2井下涌水监测
监测井下涌水量的变化是水文监测系统的主要任务之一,我们在是三个开采水平的中央水仓、各盘区水流汇总点、地面水下渗井下长期稳定的出水点安装了水文监测设备。井下水文监测设备分明渠流量监测设备和管路流量监测设备,管路流量监测与地面管路监测原理一样。
明渠流量监测的工作原理是:
整理一段明渠,明渠壁、底要求平整,然后按其尺寸加工一薄型堰板,让水流流经一个标准的几何图形(堰板),水的流量和堰板上游的液位具备下面的关系 Q=CHn, 公式中的系数C和指数n因堰板的几何图形而异。对于固定的标准堰板,水的流量只跟水槽上游的液位H有关,所以我们只要测出水槽上游的液位(液位的测算通过传感器测算),就可计算出水的流量。
2.3地面遥测
主要是监测水文观测孔水位的变化,水文观测孔出水层位是奥灰岩含水层,位于15#煤层底板以下。通过监测水文观测孔可以实时掌握矿井奥灰含水层的水位,水量等实时变化情况,结合地质资料,可以划分出15#煤层的带压开采区,为矿井带压开采提供预警提示,达到对水害的早发现、早预警、早处理的效果;长期观测其水位,就能发现水位与降水的时间关系以及地下水的周期性变化等规律。当然,由于安装使用时间太短,还无法从水位的变化反映以上规律。只有通过几年甚至十几年的观测数据,才能发现其复杂的变化规律。
3.监测数据分析
3.1井下水文监测系统从2012年8月开始运行,683水平涌水量统计数据如下:
说明:683水平是最上层的开采水平,涌水量与大气降水、地表水关系最为密切。我地区每年7-9为雨季。
通过数据分析:
(1)683水平涌水量峰值滞后大气降水峰值。
(2)683水平涌水量具有周期性变化。
3#煤四盘区水仓明渠流量近期监测如下:
3#煤四盘区水仓明渠安装流量仪主要监测阎庄煤矿等小煤矿积。今年5月至7月8日之前,监测水量在45-50m3/h,7月9日水量为55m3/h水,10日水量为58-60m3/h,之后趋于稳定。
数据分析:
(1)我市7月8日之前监测水量较稳定,是因为降水没有入渗至井下,7月9日水量略有增大,说明大气降水入渗至井下。
(2)根据该处涌水量增大时间与其它直接受大气降水影响地点涌水量增大时间对比,说明各处入渗条件(地表植被的覆盖状况、地形、岩石的透水性、导水通道等)不同,决定了矿井涌水量变化时间不同。
3.2水文观测孔数据分析
水文观测孔水位变化曲线如下图:
数据显示奥陶纪石灰岩含水层水位在3月份至7月份呈下降趋势, 7月份至10月底,水位呈上升趋势,10月底至现在水位呈下降趋势。因为观测时间只有1年,不能说奥灰岩含水层水位变化稍稍之后于雨季。也不能因为二仙掌水文观测孔水位总是高于牛山水文观测孔,就武断地认为它们一定具有水力联系。因为岩溶水的分布不均一,不能通过两个观测孔就得出太多规律,要想准确掌握我矿区域岩溶水的规律,必须有足够密集的水文钻孔资料,因此,我们需结合矿区分布的水源井资料来掌握奥灰岩含水层的规律。当然,由于两个水文观测孔处在15#煤西翼及其附近,其水位仍可作为15#煤西翼划分区域带压的重要依据。
总之,水文监测系统在应用中,基本能够监测水位的变化,为启动水害预警提供依据,但其精确性、稳定性有待提高。 [科]
【参考文献】
[1]王大纯.水文地质学基础[M].徐州:中国矿业大学出版社,2009,10.
水文监测范文3
关键词:明渠截流 水文监测 全球定位测验系统 应用
1 前言
在1997年大江截流中,ADCP、GPS 等先进的仪器设备已经开始应用于截流水文监测工作中,并取得了良好的测验成果。为大江截流顺利完成提供了大量准确可靠的水文数据。三峡工程导流明渠截流,其截流落差、流量、及施工强度等指标均远高于大江截流,对截流期水文监测也就提出了更高的要求,在分流比、戗堤头流速、加糙区流速、龙口流速等水文要素测验上,不仅要求测验数据准确,而且要求随截流施工进占随时提供各项实时水文信息。为此,我们建立了全球定位测验系统,利用此系统实现了全天候、快速多断面的动态巡测,满足了截流施工决策对实时水文信息的需求。
2 全球定位测验系统
2.1系统组成
全球定位测验系统由DGPS导航定位系统、ADCP测验系统及数据处理远传系统组成。其工作原理为利用DGPS实时差分模式准确测定测船及测线位置,配以
图1 全球定位测验系统框图
ADCP走航方式测验断面流量或定点方式测定垂线流速。实现了全天候作业,也克服了传统定位系统不准确,易受天气影响和测验历时长的缺点。
2.2 DGPS导航定位系统
GPS定位具有精度高、速度快、全天候、距离远等特点,满足截流水文监测对导航定位的要求。导航定位系统由GPS基准台、GPS流动台、计算机、电台、显示器、电池及导航软件等组成。
明渠截流水文监测区域集中在导流明渠及导流底坝段水域。GPS基准台架设在导流明渠附近的三斗坪水位站,保证基准台信号覆盖整个截流河段。流动台安装于水文监测船上,使用HYPACK导航定位软件将整个截流施工水域形象、分流比断面、戗堤头流速测验位置、龙口流速断面等用CAD技术做成数字导航图。水文监测时,根据监测项目使用DGPS导航系统可准确到达监测部位,完成监测任务。
2.3 ADCP测验系统
ADCP (声学多普勒流速剖面仪)是利用声学多普勒效应的基本原理,用声学换能器作传感器,将探头置于水面下一定深度处,测验水文要素,具有测验历时短、测速范围大、不扰动流场等特点。
ADCP的测流原理:该仪器通过按一定规则排列的四个声波换能器,其探头向水体中发射脉冲声波,然后接收来自水体中挟载的浮游生物、泥沙小颗粒等反射体的反射信号,依据反射信号的多普勒频移计算水相对于ADCP的运动速度矢量;利用测底脉冲测量水深及测船相对于地球的速度矢量,取两者矢量差值就是要测量的流速矢量。用航行速度乘以时间可计算出水面宽。有了水深、水面宽和流速,即可计算流量。
其流速测验原理如下式:
式中: V——径向速度(mm/s);
FD——多普勒频移(NZ);
FS——ADCP声波频率(KHZ);
C ——声速(m/s)。
其流量测验原理如下式:
式中: Q——流量;
n——L点法向单位矢量,L为横渡河流路径上任意一点;
u——流量矢量;
z——水深,积分取水面至水底和此岸至彼岸。
ADCP测验系统由ADCP、计算机、WinRiver软件组成。三峡河段及明渠截流水文监测区域水深流急,一般采用DR300型BBADCP和WH300型WHADCP进行流速流量测验。两款仪器主要性能指标见表1。
表1
ADCP主要测量技术指标
型 号
频 率
(KHZ)
测量范围
测 速
(m/s)
测 深
(m)
DR300
300
<10
<120
WH300
300
<10
<200
2.4 数据处理远传系统
数据处理远传系统由数据处理计算机、数传电台、数据处理软件及专用数传软件等组成。数据处理计算机与ADCP测验控制计算机用网线联接组成局域网,便于测验数据的传输及共享。
测验断面流量时,可以直接得到流量成果,对流量成果进行合理性检查后即可。而测验垂线流速时,将ADCP测验数据导入数据处理计算机,用WinRivre软件和专用数据计算程序处理为沿垂线水深分布的流速图表。经处理的流速、流量和分流比的资料使用无线数传电台(35W的Pacific Crest电台, RADIOTRANS数传软件)传送到水文气象数据处理中心。水文气象数据中心再进行综合性检查确认后,对外公布最后成果。
3 全球定位测验系统在明渠截流水文监测中的应用
3.1测验项目及布置情况
在明渠截流水文监测中,全球定位测验系统主要用于分流比、龙口流速分布、流场和戗堤头流速分布等项目的测验工作。共截流河段布置有3条分流比断面、2条龙口流量断面、10条流速断面和16条流速垂线。见图2。
图2 三峡工程明渠截流水文监测断面布置图
3.2分流比测验
2002年09月15日,大坝导流底孔开始泄流,分流比测验随即开始进行。全球定位测验系统安装在风云二号测轮上,根据GPS导航图的指引,使用ADCP走航式巡测Q01、Q02、Q03断面流量,测轮以较慢的航速往返测验每断面流量,横渡时尽量保持在规定断面线上,以取得较好的测验精度,取往返流量的平均值作为断面流量。由于3条断面之间相距不超过2km,一次测验历时基本可控制在30min以内,保证了资料的可比性和分流比的精度。测验完成后,随即将测验成果用数传电台发送到水文气象数据处理中心上网。选择的Q01、Q02、Q03断面规则,河床稳定,水流条件较好,受截流施工影响很小,测得的流量精度高,准确的反映了导流底孔分流比的变化情况。
在截流施工的前期,一般每天测验两次。进入高强度的龙口进占期后,测验频度逐渐增加,由每3h一次增加到1h一次,在合拢期达到每30min一次。使用全球定位测验系统,无论是白天还是晚上、天晴还是下雨,测验均能准时、准确的进行,满足了截流施工对分流比变化实时了解的需求。施工管理决策部分利用及时、准确的水文信息,有效的控制和调整施工进度,保证了截流工程顺利进行和实现长江不断航,其经济效益和社会效益巨大。
3.3流速分布测验
截流戗堤头及龙口布置的流速分布断面、流速垂线因戗堤的不断进占而相对移动,因而需准确测定流速分布断面、流速垂线位置展开水文监测。一般使用河道测绘监测的截流戗堤的最新形象,制定标定有流速断面、流速垂线的导航图,使用DGPS导航系统导引测船到达监测部位,启用ADCP测验流速,并记录断面、垂线坐标。监测数据经数据处理软件处理后形成断面流速、垂线流速图表数据,经过现场合格检查后,数传至水文气象数据处理中心上网。每条垂线流速从测验到只需几分钟,真正做到了实时测验、实时。在戗堤头流速分布测验中,测船需要靠近戗堤头,戗堤头处落差大,水流形成跌水,泡漩多,急流区与缓流区交错,过渡带很窄,截流用大块石和四面体不断的翻滚下来,测船在此区域测验操作极为困难,为了测船安全及操作方便,将ADCP改装到船头,使得船长能够方便的控制测船以实现准确定位。实际测验过程中,测船沿戗堤头下游流速较大的水域迎水上行,到达测验位置后相对稳定测船实施项目测验,这种测验方式成功用于下龙口流速分布测验。
3.4下龙口流速分布测验
当下龙口宽缩窄至60m后,风云二号轮载ADCP安装在船头的全球定位测验系统进入下龙口进行最大流速搜索测验工作。测船从下龙口下游中泓沿主流逆水而上,并在下龙口截流戗堤轴线下100m处开始采用动船定位法测验垂线流速分布,测船每上行20m测验一线,直至轴线,测验完成后,保持测船船头向上游的方向,减小动力,使测船沿水流方向慢慢退回到安全水域,完成一个测次的最大流速搜索测验工作。在下一个测验时间再用此法进行,直至测船不能进入下龙口为止,较完整的测到了下龙口的流速分布资料,也为下龙口的截流施工提供了重要的水力学要素。
水文监测范文4
关键词:自动化技术;水文监测;应用
随着科学技术发展,自动化技术在社会生活中的应用越来越广泛,自动化技术应用中一个十分重要的方面就是水文监测。在水文监测工作中需要监控众多水位点,并且将这些数据实时传输给数据管理中心[1]。由于水文监测点数量比较多,而且相对比较分散,特别是新疆地区由于自然环境比较恶劣,这也在很大程度上增加了水文监测工作开展过程中的难度。以往采用的电话线进行数据传递不仅会大幅度增加监测成本,同时使用该技术进行传递效果也并不理想。现在,水文监测部门最主要的信息传递工具是GPRS无线网络,通过GPRS无线网络能够及时将相关监测点所监测到的数据或报警信息向后方的水文监测数据管理中心进行传递,这样极大地提高了水文管理部门管理工作的效率及工作开展的准确性[2]。
1水文自动化监测现状
图1为水文监测系统组成。图1水文监测系统组成中国的水文监测工作正朝着自动化方向发展,通过在水文监测工作中适当引进自动化技术,能够更高效地提高数据传输效率。使用自动化技术能够对监测到的数据信息进行实时传递,而且能够自动保存和传输相关数据信息。现在,水文监测工作系统中越来越广泛地应用到自动化监测技术[3]。中国的新疆地区降水比较少,而且由于日照时间较长所以蒸发比较强烈,新疆地区是典型的内陆干旱气候。所以对于新疆地区而言,水文监测工作显得越发重要,新疆地区水文监测系统现状及存在的问题主要包括以下几个方面。1.1水文监测站设施及功能需要进一步完善新疆地区总面积占全国的1/6还多,共160×104km2多,但是水文监测站总数仅138处,平均每处水文监测站负责的面积达到1.2×104km2。全自治区共有河流有570余条,但只有98条河流上设置有水文监测站,自治区内许多小河流并未建设水文监测站,也就导致对这一类小型河流的水文监测资料存在空白。自治区雨量站多数设置在平原绿洲或一些比较大的河流上或其重要的支流上,对于高海拔地区及小型河流的水文监测工作尚未开展,并且多数河流没有设置相关的防洪水位监测的水位站,无法对一些中小型河流实施水文状况进行监测[4]。1.2水文信息分中心建设比较落后水文监测管理系统中,各类水文信息分中心主要是对本地区所属相关区域的水文状况进行监测,其工作内容中主要包括采集相关水文信息工作、发送所采集到的水文信息及建立完善的水文信息数据库,新疆地区水文分中心建设状况比较落后,而且技术手段也比较差。1.3水文监测基础设施建设时标准偏低随着水文监测工作要求提高,自治区相关主管部门对一部分水文监测基础设施进行了一定改造,但是改造时大多数资金投在了对大型河流及相关的重要支流上,小河流各种水文监测站点及设施依然存在着一系列问题,比如设备老化及水文信息收集能力偏低等[5]。
2自动化监测技术的优点
2.1实时性比较强GPRS无线网络能够满足信息实时传输要求,并且信息传输过程中系统无延时情况发生,不需要轮回就能够完成对各个监测点数据的接收及存储,通过这种无线网络能够比较好地满足信息实时传输要求。2.2建设成本比较低相较于以往采用的数据信息传递方式,使用无线网络进行数据传递不需要建设网络,只需要安装相关信号传输设备就可以满足工作需要,采用无线网路进行数据传递成本比较低。2.3能够远程监控监测点设备通过GPRS无线网络系统不仅能够满足信息传递需要,同时能够通过这种信息传递网络对水文监测站相关监测设备进行远程监控,比如时间校正、开关控制及状态报告等,并且能够通过网络对系统进行在线升级[6]。2.4可扩展性较好现在,绝大部分地区已经覆盖GSM/GPRS网络,自治区范围内已经不存在盲区,这也为大范围在线监控提供了条件,比较好地满足水文信息传输采集工作对范围的要求。水文监测点的硬件与其可拓展性具有十分密切的关系,图2为水文监测点硬件构成。图2水文监测点硬件结构框图2.5将监控范围比较大水文监测工作要求构建的水文监测系统必须具有覆盖范围广等特点,同时要求接入地点无限制,并且能够满足乡镇条件下的接入需求。水文监测工作站点数量一般都比较多,而且由于地形条件限制,相关的水文监测信息采集点多数在一些比较偏僻的地区,而且其分布也比较分散,采用自动化技术能够很好地满足以上要求。2.6数据传输速率较高理论上,采用GPRS网络进行数据的传递其速率能够达到171.2Kbit/s,但是水文监测点的数据传输量一般不会超过10Kbps,经过相关研究证明,现阶段GPRS数据的传输速率在40Kbps左右,所以完全能够满足现在水文监测工作的数据传输要求。2.7系统的传输容量较大对于水文监测系统来讲,其监测中心需要与每一个水文监测站点进行实时连接,并且由于水文监测站点数量比较多,同时应该保证网络数据传递能够满足突发状况下的数据传递,采用自动化技术能够满足以上要求。
3自动化技术的实际应用
3.1建立完善的水文监测系统通过GPRS网络构建完善的水文监测系统,首先应该注意的是利用GPRS数据传输中的传输终端接入水文监测的专用网络,并且将水文监测点之间联系起来,这种数据传输方式能够打破信息采集点受到的空间、时间限制,具有比较强的适用性。由于水文中心站点是数据处理的核心环节,通过如LAN连接服务器,并且通过GPRS网络传输终端的作用能够自动访问相关网络服务器。在水文信息采集站数量较大增加的情况下,水文信息数据处理中心能够保持比较高速的传输效率,满足水文监测要求。3.2综合性水文监测随着自动化技术广泛应用,水文监测也向着综合性方向发展。水文监测站不仅能够监测河流的相关信息,同时能够监测地下水水质及雨量等,能够比较好地完善综合性的水文信息,还能够指导相关管理部门对水源地进行合理配置,达到优化水质的目的。
4结语
对于日益严重的水质污染问题,应该采取积极的措施进行防治与解决。对于水资源的保护而言,水文监测发挥着极为重要的作用。随着自动化技术广泛应用,建立完善、高效的水文监测体系也就变得更为切实可行,要构建完善的水文监测体系,为水资源保护工作做出贡献。
作者:买买提江•迪力木拉提 单位:新疆和田水文勘测局
参考文献:
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[2]苗立江,梁岚珍.嵌入式GPRS技术在水文数据监测系统中的应用[J].自动化技术与应用,2011,30(9):67-69.
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[4]杨军,徐海峰.满拉水利枢纽工程安全监测自动化系统改造设计探讨[J].中国水利,2015(10):46-48.
水文监测范文5
关键词:Google Earth;水文监测;立体呈现;联合调度;综合治理;身临其境
中图分类号:TP39 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)03-0661-03
1 概述
水是生命之源,生产之要,生态之基。为了最大限度的保护,管理,持续高效利用水源,就必须对 水域的各种水文属性:温度、湿度、风速、风向、雨量、水质、水流速、水量、水位等有准确、清晰、全面的掌握。因为实时水文信息不仅可以准确而动态地反映该地区的的自然生态,地理地貌的实时变化与迁移情况,而且还可以作为相关管理人员在对区域水资源进行调度的决策依据。而要想实现快速、高效、准确地对区域水文环境的各项属性进行收集,最大限度地对区域水环境实现综合调度与管理,必就须建立建立一套完备、全面、可更新的水文监测体系。而随着现代经济社会的飞速发展,各种人类活动舍得原本的水文环境变得复杂,需要掌握的关键环境信息要素不断趋于多元,数据量不断增加,而且这些信息的空间分布结构与类型复杂度不断增加,所以过去的老一套的水文监测体系已经不能满足实际的监测需求。因此,如何建立具有大数据处理能力、立体
可视化呈现模块、实时信息更新的新一代水文监测平台已成为亟待解决的问题。谷歌地球(Google Earth,GE)是美国谷歌公司推出的覆盖全球的三维虚拟地球仪和矢量地图软件。简洁的操作,全新的立体呈现模式,前所未有的视觉体验打破了传统的地理信息呈现模式,使得实时地理信息各要素得到有机整合,更加全面有效地反映地理实况。GE的推出与快速发展给地理信息的 研究带来了新的思路,也为建立更加卓有成效的实时水文监测与立体呈现平台带来启迪。
2 谷歌地球的平台特点
谷歌地球(Google Earth)(一下简称GE)是谷歌公司于2005年6月推出的。它以一个三位模型为基准,把GIS、航空照相、卫星照片集成在一起。通过Google Earth,你可以飞往全球任何地方,查看卫星图像、3D 建筑、3D 树木、地形、街景视图、行星等。针对不同区域, GE 提供了不同的分辨率影像。无人 区和小村庄图像清晰度(图像最清晰时的海拔高度: Eye alt值)在15 km 左右, 其分辨率为30 m; 县级以上城市则提供了0. 6 m分辨率清晰图像, 清晰度在500 m 左右高度。Google Earth 中采取了一种有效的图形生成加速方法:LOD(level of de tail)技术。这种技术实现的是:不影响画面视觉效果的条件下,通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂性,从而提高绘制算法的效率。一方面,在加载场景时,略去了在一些特定情况下无论何时都无法被看到的一部分场景。再者,选用较粗糙的细层次来显示观察者注意力之外的场景。其次,对较
小的物体做粗糙处理。还有,根据观察者的眼睛的焦距,在焦距前面或后面的物体不被聚焦。在当前的网络分发数据显示技术中,LOD(level of detail)是最好的。视窗的纵度与深度变化决定了数据的加载程度。与某些一下子就读取全局数据的技术相比,LOD技术只读取所需目标区域的数据。而且为了避免系统资源开销过大,相应的数据不会在客户端上积累。传统的G IS是以点、线、面的形式表现地理信息的, 其图形抽象、单调、信息的详实程度低、可视化程度差。影像型G IS)GE 是影像与GPS结合, 其图像表现的信息丰富, 展示的信息细致而详实, 信息之间的关系直观。
3 基于GE的水文实时监测与立体呈现平台的设想
3.1 平台组成
平台主要分为数据收集端与数据处理端。数据收集端由实时收集器、缓冲池与预处理器组成。数据处理端分为数据处理器、数据成像器、水文预警器、解决方案库组成。
3.2 功能实现
在数据收集端,有分布合理的灵敏传感器对水温、风向、风速、雨量、水质、水位等信息进行记录,所有数据按时间顺序进入缓冲池,缓冲池中的数据然后进入预处理器中,接受初级处理。在这同时,平台也会通过3G网络将同样的一份数据从传感器传至数据处理端,在数据处理端,所有数据先进入数据库,然后由专门的数据处理器(数据处理软件)对数据进行分析,计算出原始数据的一些统计值用于水文预警模块,并且计算出用于成像所必须的一些坐标值用于数据成像模块,然后在基于GE的成像界面(如图1)用三位立体的成像方式将检测水域的水波实时呈现,并在界面左边设置一模块对统计值进行展示,分门类展示各种统计值是否异常,如果异常,用红色警示标示予以提示,否则用绿色标示正常。所有的这些统计值与成像的水波都会被记录进入解决方案库,作为历史档案,由专家研讨或其他手段对不同的预警水况提出解决措施,然后写入相应的水况记录中,并且对于正常的水况,也可以提出预防措施或完善措施来改善水文。
另外,本平台中的缓冲池与此同时会不间断的接受来自灵敏传感器的的水文信息,然后将进入预处理器进行初级处理,并有预处理器判断最新的收集到的数据与上一时间节点相比是否发生变化,来决定数据收集器是否向数据收集端发送数据。(即平台启动时,数据收集端自动从数据收集器直接接收一个时间节点的水文数据用于系统初始化,后来的数据处理端的数据都是经由数据收集端的数据预处理器发出的)这样就保证一定程度上减少平台的运行负荷,使整个平台运行的更为流畅。也为数据成像模块腾除了足够的系统资源。
3.3 平台的核心之处
整个平台的核心之处在于基于GE技术对水区的实时状况进行模拟与在现,进而使决策专家在控制中心就可对水区的全方位水文属性有清晰的了解。甚至可以利用3D技术将画面立体化,控制中心的人员可以带上由偏振片制成的眼镜在观察立体的成像图,观察者就好像跨越时空到了具体的水域一般,从而更高效的对水区的水文属性进行掌握。
3.4 平台的应用范围
整个平台实现了对实体水域的实时水文状况的实时采集与三维逼真显示,不仅可以用于各个水文监测站的监测,也可用于各种远程监测研究中。还可以用于一些灾害情况的实时查看等。以其全新的立体化呈现模式改变了传统的水文监测呈现模式,适用范围相对较广。
3.5 平台的社交功能
整个平台不单单是完成对具体水域的实时监测与立体化呈现,同时也整合了一定的社交功能。各个水文监测站或是其他一些水文研究者,水文调度部门通过注册成为平台的用户,实现了个水文监测站之间的交流,也为远程调度提供有效的及时交流手段。而且,也大流域水环境综合治理提供技术保障。
3.6 可二次开发性
为了能够对现实水域的实时分布等一些情况做出平台上的调整,并且使整个平台不受地域的限制具有广泛的适用性,平台必须开放相应的技术借口,具备二次开发性。
3.7 存在问题
由于真正的水文环境变化多端,所以整个平台在成像模块可能出现成像效果不好,不能准确反映实际水况的问题。另外可能由于设计不够全面而引发一些问题。
4 结论
基于GE的水文实时监测与立体呈现平台是出于水资源管理、保护与更加高效的可持续利用的一种积极有益的一种尝试。基于GE的监测与呈现平台的实现还处于初级设想阶段,还有待完善、补充和提高,特别是水域实况的立体呈现模块以及一些初期阶段未曾预料到的问题。随着信息技术的发展,GE在水文实时监测与立体呈现方面的应用技术将越来越成熟,应用前景也将越来越广泛。
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水文监测范文6
关键词:水文水资源;建设项目;项目管理;问题;对策
1当前水文水资源建设项目管理中存在的问题
1.1水文水资源建设项目管理意识不足
水文水资源的建设和管理工作必须依照相关的程序进行,是关系到国际民生的一项重要的公益事业。从立项到建设和管理等工作都应符合国家的规定。目前,在我国的一些地区,存在着较为严重的地方保护主义思想,水文机制体制不健全,地区不平衡的情况较为普遍。在水文水资源建设中,基层的管理人才较为欠缺,管理模式则是采用的粗放型的方式,项目审批流程不规范、不严格。以上这些问题,都是管理者对基建程序了解不足,缺乏管理意识,管理工作不到位而导致的。
1.2水文监测设备不足,技术含量低
目前,在我国的水文水资源建设中,工作人员仍然从事着繁复的手工劳作,技术含量偏低,所采用的水文监测设备也相对落后,质量不高,这些因素无疑增加了水文水资源建设管理工作的难度。在一些发达国家中,水文监测设备的数量分布很广,技术水平先进,工作效率获得显著提高。而我国却仍然沿用传统的检测方式,并没有采购和使用先进的水文监测设备,进而导致管理工作的效率低下,出错率高。
1.3建设项目空间跨度大,专业融合性强
水文水资源建设项目所包含的内容极多,如水文测绘、水文测站、水情分析、数据中心等专业内容,还有土木工程建设、水文信息共享系统建设、流域监测系统等都会涉及到很多专业知识,专业融合性极强。而且,水文水资源建设与普通建筑工程不同,其工作地点并不固定,可能会涉及整个流域,空间跨度大,这些因素都导致水文水资源建设项目管理的难度剧增。
1.4建设主体还有待进一步明确
导致建设主体不明确的原因较多,而其中最为主要的原因就是管理体制不明确。目前,我国通常以区域的流域水系为基准,来设置地市级的水文机构,行业的垂直设置缺少同地方的必要交流,因此经常出现多个地方的水文工作由一个地市级水文机构来负责的现象,这些问题的存在都不同程度地影响了水文水资源建设项目管理工作的正常进行。
2关于水文水资源建设项目管理问题的建议
2.1明确建设主体,建立法人制
在水文水资源建设中,建立项目法人具有非常重要的意义,能够实现对于全过程的控制,明确建设的责任主体。在一定的层级,按照管理工作的需求,设置专门的机构,用于管理相应的建设项目,其职责就是组织和管理项目建设工作。如果遇到疑难问题,可以利用该机构来解决。由具有专业技术的管理人员组成项目法人机构,对于人员有着较高的要求,应具备经济、管理、财务、合同和技术方面的才能。为了充分调动管理部门的积极性,可以将与项目法人目标管理有关的制度,在水文水资源建设项目管理中试行,从而推动和促进工程建设的进一步发展。
2.2加强按照管理程序进行项目建设的意识,严格规范审批程序
在水文水资源建设管理中,存在着一些问题,如管理程序意识较为薄弱,不按照管理程序工作等,因此有必要让基层管理者切实认识到管理程序的重要性,可以采用进行专门培训的方式,提高管理者的认知度。在审批项目工程时,对不符合程序的项目,不予立项,加大执行的力度,按照程序办事。尤其是对于超出投资计划的项目,必须加强程序管理。
2.3将水文水资源项目的各个专业有机融合,对标段界面做到合理划分
空间跨度大是水文水资源项目工程建设的难点之一,也是不同于其他建设项目的特点之一。因此需要划分标段,而划分的依据则是根据建设项目处于的河流流域归属地区,将管理的责任和义务明确到每一个标段。设立明确的界面,对标段进行管理,从而防止出现标段之间义务、责任不明确、混淆的问题。相应的权利和责任明确后,项目管理的流程则更为明确和清晰。水文水资源项目工程同相关专业的衔接工作,是项目建设前期的重要工作,是进行决策的前提和基础。水文水资源项目工程的专业面非常地宽泛,同很多个专业技术领域都有着密不可分的联系。利用建立模块化单元格的方式,有机地融合各个专业。水文水资源建设项目并非是千遍一律的,项目建设的地点不同,与之适应的项目管理也应相应地变化。而采用模块组合的方式,则可以在很大程度上提高水文水资源项目建设的效率。
2.4严格管理项目的施工过程
在工程质量评定中,项目划分是其中最为关键的环节之一,必须进行有效的划分。然而,针对这类项目的划分,国内仍然缺乏权威性的机构来提供意见,因此这一工作仍在探索中。在实际的工作中,应遵循项目划分的原则,切实了解当地水文水资源的具体情况。评判项目工程质量的标准和依据,就是质量管理体系。质量管理体系是否按照要求实施到位,效果如何,必须对其进行监控,了解施工单位的执行情况。目前,有一部分施工单位对质量管理体系的重视程度不够,因此必须指定专门的人员进行监督,使质量管理体系的作用能够充分有效地发挥,完成工程项目的质量目标。跟踪关键质量点并进行实时监控,可以采取平行检查与旁站、巡视检查两种方式,尤其是对于项目的关键部位、工序以及质量的控制点,应该在施工现场进行监督,控制关键质量点按照标准施工,确保水文水资源项目工程的质量。做好对项目施工工序的检查、验收工作。按照相关规定,由施工单位对项目各个工序的关键部位与产品进行检查,检查合格以后,再把质量验收的通知单提交给监理工程师,经过监理工程师的检验并确认合格以后,才能开始下一道工序。
3结束语
水文水资源建设项目是关系到国际民生的重要工程,是基础设施建设的重要组成部分,并且同国家的经济发展、人民的生产生活有着极为密切的联系。国家的繁荣与发展,需要水文水资源建设的推动和支持。水文水资源建设还同时影响着可持续发展的顺利进行。为进一步加强水文水资源建设,必须做好建设项目的管理工作,使水文水资源建设能够健康、稳定发展。由此可见,加强项目工程的管理工作具有非常现实而深远的意义,只有清楚地认识到这一点,并付诸于实际行动,才能提高项目管理的水平,提高水文水资源建设的效率和质量。
作者:郭锋 单位:黑龙江省黑河水文局
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