現(xiàn)代水文在線監(jiān)測及全要素集成技術
《現(xiàn)代水文在線監(jiān)測及全要素集成技術》主要研究降雨、蒸發(fā)、水位、水溫、水質(zhì)、流速、流量、泥沙等水文要素數(shù)據(jù)的自動采集方法，并進行主要設備研制、系統(tǒng)應用集成、大數(shù)據(jù)挖掘與處理等技術的研究和應用，針對水文測驗自動化難度大、數(shù)據(jù)精度保障低等問題，提出多種解決方案和應用實例，為水文多要素監(jiān)測自動化提供強有力的技術支撐。
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目錄
第1章綜述1
1.1國內(nèi)外水文監(jiān)測技術研究現(xiàn)狀2
1.2水文監(jiān)測技術5
1.2.1水文監(jiān)測方式5
1.2.2水文要素監(jiān)測技術發(fā)展與應用6
第2章降雨與蒸發(fā)自動監(jiān)測17
2.1雨量自動監(jiān)測18
2.1.1翻斗式雨量計18
2.1.2液位式雨量計18
2.1.3稱重式雨（雪）量計21
2.1.4雨量計的安裝與日常保養(yǎng)23
2.1.5各類型雨量計指標對比25
2.2蒸發(fā)量自動監(jiān)測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)量自動測量系統(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30
2.3.3適用條件與安裝維護要求31
2.3.4其他液位式蒸發(fā)量自動測量系統(tǒng)32
2.4稱重式蒸發(fā)量自動測量系統(tǒng)35
2.5陸地蒸發(fā)和大型水面蒸發(fā)監(jiān)測36
2.5.1陸地蒸發(fā)觀測場設置及儀器布局36
2.5.2水面漂浮觀測蒸發(fā)場設置與儀器布局37
2.5.3蒸發(fā)自動監(jiān)測系統(tǒng)集成37
2.5.4蒸發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)后處理39
2.5.5蒸發(fā)量比測41
2.5.6全自動水面漂浮蒸發(fā)站建設實踐43
第3章水位自動監(jiān)測與檢測47
3.1水位計的原理與應用48
3.1.1浮子式水位計48
3.1.2壓力式水位計53
3.1.3雷達水位計63
3.1.4超聲波水位計65
3.1.5激光水位計68
3.1.6各種水位計應用情況的比較69
3.2復雜河流斷面水位適應性自動監(jiān)測技術69
3.2.1復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復雜河流斷面水位計選型72
3.2.4水位自動監(jiān)測集成技術74
3.3水位計精度比測與無傷檢測校準技術79
3.3.1水位采集精度比測試驗79
3.3.2水位數(shù)據(jù)處理方法研究84
3.3.3多類型壓力式水位計檢測校準系統(tǒng)84
第4章水溫自動監(jiān)測91
4.1表層水溫自動監(jiān)測92
4.1.1水溫監(jiān)測要求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水溫自動監(jiān)測技術研究與應用92
4.2深庫垂向分層水溫在線監(jiān)測94
4.2.1國內(nèi)外水庫垂向水溫監(jiān)測現(xiàn)狀94
4.2.2垂向水溫監(jiān)測技術95
4.2.3基于分布式光纖的垂向水溫在線監(jiān)測技術研究與應用96
4.3溪洛渡水庫生態(tài)調(diào)度期分層取水方案與試驗效果分析102
4.3.1監(jiān)測實施方案103
4.3.2疊梁門運行方案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疊梁門分層取水效果分析122
第5章聲學多普勒流量監(jiān)測125
5.1ADCP測流原理126
5.1.1水平ADCP測流原理126
5.1.2走航式ADCP測流原理127
5.1.3走航式ADCP測驗精度分析129
5.2在線ADCP分類135
5.2.1水平ADCP135
5.2.2垂向ADCP135
5.3ADCP在線監(jiān)測與集成136
5.3.1基于固定高程的水平ADCP在線測流系統(tǒng)集成136
5.3.2基于水深變化的水平ADCP多層流速自動測量控制系統(tǒng)143
5.3.3垂向ADCP測流系統(tǒng)集成153
5.4感潮河段流量在線監(jiān)測應用154
5.4.1感潮河段斷面特性154
5.4.2測流方案與流量推算156
5.4.3在線監(jiān)測集成應用157
第6章河道流量在線監(jiān)測技術165
6.1基于雷達波點流速儀的流量在線監(jiān)測166
6.1.1測量原理166
6.1.2系統(tǒng)組成與主要技術指標167
6.1.3系統(tǒng)集成168
6.1.4成果應用169
6.2基于纜道的移動式雷達波自動測流系統(tǒng)171
6.2.1測量原理171
6.2.2系統(tǒng)功能與主要技術指標172
6.2.3系統(tǒng)集成173
6.2.4成果應用174
6.3基于超高頻雷達波表面流場探測的流量在線監(jiān)測178
6.3.1UHF雷達表面測量原理178
6.3.2設備組成與主要技術指標181
6.3.3系統(tǒng)集成182
6.3.4成果應用187
6.4基于超聲波時差法的流量在線監(jiān)測193
6.4.1測量原理193
6.4.2系統(tǒng)組成與主要技術指標195
6.4.3系統(tǒng)集成196
6.4.4成果應用198
6.5基于圖像法的流量在線監(jiān)測205
6.5.1測量原理205
6.5.2系統(tǒng)組成與主要技術指標207
6.5.3系統(tǒng)集成208
6.5.4成果應用209
第7章泥沙監(jiān)測215
7.1懸移質(zhì)泥沙自動監(jiān)測技術220
7.1.1聲學多普勒測沙220
7.1.2光學散射測沙230
7.1.3光學后向散射測沙234
7.1.4激光衍射測沙238
7.2泥沙顆粒級配分析技術258
7.2.1泥沙顆粒級配分析現(xiàn)狀258
7.2.2懸移質(zhì)泥沙級配快速分析技術260
7.2.3懸移質(zhì)泥沙級配分析方法成果轉(zhuǎn)換268
7.3含沙量在線監(jiān)測集成與應用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)測系統(tǒng)275
7.3.4比測率定分析278
第8章水質(zhì)自動監(jiān)測283
8.1水質(zhì)自動監(jiān)測站的類型284
8.1.1固定式284
8.1.2簡易式284
8.1.3小型式285
8.1.4水上固定平臺式285
8.1.5浮標式286
8.1.6浮船式288
8.2水質(zhì)自動監(jiān)測系統(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超標留樣單元313
8.3水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的安裝調(diào)試314
8.3.1系統(tǒng)設備的安裝314
8.3.2配套設施及輔助單元325
8.3.3系統(tǒng)設備的調(diào)試326
8.4水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的運行和維護329
8.4.1運維基本要求329
8.4.2運維管理與內(nèi)容330
8.4.3質(zhì)量控制336
8.4.4運維檔案與記錄340
第9章地下水與墑情監(jiān)測341
9.1地下水監(jiān)測342
9.1.1地下水監(jiān)測系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)342
9.1.2地下水位監(jiān)測342
9.1.3地下水質(zhì)監(jiān)測346
9.2墑情監(jiān)測347
9.2.1土壤水分監(jiān)測儀分類和特點348
9.2.2TDR墑情監(jiān)測技術350
9.2.3頻域法監(jiān)測技術356
9.2.4系統(tǒng)應用359
第10章數(shù)據(jù)采集傳輸控制與集成技術367
10.1多要素多通道低功耗采集與控制技術368
10.1.1RTU結(jié)構(gòu)與功能369
10.1.2實時采集技術370
10.1.3嵌入式實時控制技術372
10.1.4固態(tài)存儲技術376
10.1.5信道傳輸控制技術380
10.1.6電源智能管理控制技術381
10.1.7控制終端顯示技術382
10.2數(shù)據(jù)傳輸技術382
10.2.1近距離無線通信383
10.2.2移動通信387
10.2.3有線通信391
10.2.4衛(wèi)星通信392
10.3測站一體化集成技術397
10.3.1測報控一體化結(jié)構(gòu)397
10.3.2測報控一體化技術特點398
第11章多要素監(jiān)測數(shù)據(jù)異構(gòu)與管理401
11.1多線程水文數(shù)據(jù)實體技術402
11.1.1線程池技術402
11.1.2實體技術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409
11.4運維管理技術411
11.4.1建立通信鏈路411
11.4.2用戶接口提供412
11.4.3響應式前端框架413
11.5數(shù)據(jù)庫管理與應用414
11.5.1總體存儲方案414
11.5.2數(shù)據(jù)存儲設計414
11.5.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選擇415
11.5.4數(shù)據(jù)安全保障技術416
第12章綜合應用實例419
12.1水利部長江水利委員會中央報汛站自動報汛系統(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報汛站集成與實施426
12.1.4網(wǎng)絡水文站建設與運行427
12.1.5流量同化應用428
12.2遼寧省水情自動測報系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯集平臺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實施部署436
12.2.5實施效果440
12.3云南省滇中引水工程地下水（地表部分）監(jiān)測系統(tǒng)441
12.3.1系統(tǒng)概述441
12.3.2系統(tǒng)監(jiān)測方案441
12.3.3流量（水位）傳感器應用443
12.4上海市長江口水文監(jiān)測網(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實際應用情況470
12.5老撾國家水資源信息數(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建設方案473
12.5.4系統(tǒng)集成與實施476
參考文獻481
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