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水文監(jiān)測站:AI 時代水信息的 “智能雷達”

閱讀:164      發(fā)布時間:2024-11-21
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  一、定義與概述
 
  水文監(jiān)測站是對江、河、湖泊、水庫、渠道和地下水等水文要素進行長期、連續(xù)監(jiān)測的專業(yè)站點,通過各種儀器設備和科學方法,收集水位、流量、流速、降水量、水溫、水質等各類水文數(shù)據(jù),為水資源管理、防洪抗旱、水利工程建設、生態(tài)環(huán)境保護等諸多方面提供重要的基礎支撐。
水文監(jiān)測站:AI 時代水信息的 “智能雷達”
  二、主要監(jiān)測內容
 
  1.水位監(jiān)測:通過水位計(如浮子式水位計、壓力式水位計、超聲波水位計等)實時測量水體表面相對于某一基準面的高程。水位數(shù)據(jù)能直觀反映水體水量的變化情況,對于判斷河流、湖泊等的蓄水量以及洪水預警等都極為關鍵。
 
  2.流量監(jiān)測:常用的測量方法有流速面積法,即先測量過水斷面的面積以及斷面不同位置的流速,再通過兩者乘積計算流量;還有利用聲學多普勒流速剖面儀(ADCP)等先進設備,能較為便捷、準確地獲取水流流速并推算流量。流量數(shù)據(jù)體現(xiàn)了單位時間內通過某一過水斷面的水量多少,對于水資源調配、水利工程的水量核算等起著重要作用。
 
  3.流速監(jiān)測:除了上述在流量測算中涉及的流速測量方法外,還有旋槳式流速儀等專門用于測量水流速度的儀器。
 
  4.降水量監(jiān)測:一般采用雨量計(如翻斗式雨量計、虹吸式雨量計等)收集一定時段內的降雨深度,以毫米為單位記錄降水量。降水量數(shù)據(jù)對于分析區(qū)域水資源的補給情況、旱澇趨勢等是關鍵依據(jù)。
 
  5.水溫監(jiān)測:利用水溫傳感器在不同水層測定水溫,水溫會影響水體中水生生物的生存環(huán)境、水體的物理化學性質(如溶解氧含量等),對于生態(tài)環(huán)境研究以及一些對水溫有要求的用水部門(如水產養(yǎng)殖等)意義重大。
 
  6.水質監(jiān)測:檢測項目繁多,涵蓋酸堿度(pH 值)、溶解氧、化學需氧量(COD)、氨氮、重金屬含量等多項指標,通過水質采樣分析,了解水體的污染狀況、是否符合相應的水環(huán)境質量標準,為水環(huán)境保護和水污染治理提供依據(jù)。
 
  三、站點類型
 
  根據(jù)測站的性質和作用,水文測站可分為以下幾種:
 
  1.基本站:為公用目的,經統(tǒng)一規(guī)劃設立,能獲取基本水文要素值多年變化資料的水文測站。按設站目的和觀測的主要項目不同,基本測站又可分為流量站、水位站、雨量站、泥沙站等。
 
  2.輔助站:為補充基本站網不足而設置的一個或一組水文測站。
 
  3.水文實驗站:在天然和人為特定實驗條件下,由一個或一組水文觀測試驗項目的站點組成的專門場所。
 
  4.專用站:為科學研究、工程建設、管理運用等特定目的而設立的水文測站。
 
  四、工作原理與設備
 
  水文監(jiān)測站通過各種傳感器和儀器實時采集水文信息,如水位計測量水位變化,流量計測量水域的流量,水質傳感器分析水質成分并監(jiān)測污染物質含量等。采集到的數(shù)據(jù)通過無線傳輸技術發(fā)送到數(shù)據(jù)中心,供科研人員和管理人員進行分析和決策。
 
  五、應用領域
 
  1.水利部門:通過對江、河、湖泊、水庫、渠道等水文參數(shù)的實時監(jiān)測,更好地進行水資源調度、洪水預警和干旱管理,從而實現(xiàn)對自然水環(huán)境的科學管控。
 
  2.農業(yè)和林業(yè):為灌溉管理、水資源分配和生態(tài)保護提供關鍵數(shù)據(jù)。
 
  3.環(huán)保部門:進行水質監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)污染事故和異常情況,從而保護水環(huán)境質量,維護生態(tài)平衡。
 
  4.船舶運輸和港口管理:提供的水位、流速等數(shù)據(jù)有助于確保航行安全,提高運輸效率。
 
  六、管理與維護
 
  1.日常運行管理:包括安排專人定期巡檢站點設備,確保儀器正常運行,對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行質量控制和審核,及時發(fā)現(xiàn)并處理異常數(shù)據(jù),以及按照規(guī)定的頻次和要求進行水樣采集、儀器校準等工作。
 
  2.設備維護與更新:根據(jù)設備的使用壽命、性能變化等情況,及時更換老化或損壞的部件,對陳舊落后的設備進行更新?lián)Q代,引入更先進的水文監(jiān)測技術和設備,以保障監(jiān)測工作的準確性和高效性。
 
  3.數(shù)據(jù)管理:要做好數(shù)據(jù)的安全存儲、備份,建立完善的數(shù)據(jù)共享機制,方便不同部門(如水行政主管部門、科研單位、相關企業(yè)等)根據(jù)授權獲取和利用水文監(jiān)測數(shù)據(jù),同時也要確保數(shù)據(jù)的保密性和完整性。
 

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