水文监测十篇

水文监测篇1

1水文监测的几个主要特征

水文监测有传统性、随机性、及时性以及标准性4个主要特征。传统性就是指对水资源进行长期的监测和记录；随机性是指在进行水文监测的过程中具有很多不确定性的因素，主要有两方面：①水质的变化存在突发性；②旱涝自然灾害发生的地点也不确定；水文监测的及时性是指通过水文监测可以对洪水、泥石流等自然灾害发生的概率进行预测，以提高应对自然灾害的防范措施；而标准性是指水文监测要严格按照国家及地方政府出台的相关政策法规进行科学系统的检测。

2目前水资源监测的现状及主要问题

2.1新技术形势下检测资料整合存在的问题

随着互联网应用技术的普及和推广，现在的水文监测资料都是由计算机进行整理分析，而原始的水文监测资料也是由计算机进行检查核对。在这过程中，由于缺乏专业人员的过目把关，在遇到一些新老数据进行对比分析的时候，容易产生差异，电脑在对新老数据分析对比后，结论不够准确，可信度不高。再有就是在对水文水资源进行实时监测的过程中，计算机没有办法将现有的数据与之前的数据进行实时处理，出现问题后依旧需要水文技术人员进行问题的排查和解决，耗费大量的工作时间与精力，降低了水文工作人员的工作效率。

2.2水文要素受人类活动的影响

虽然水利设施对预防洪水灾害具有重要的意义，但是未经慎重考量的施工对正常监测水文水系统监测影响较大，增加了实地水资源监测的难度，无法精准地掌握河道信息，对洪期规律的判断也会存在较大的误差，当洪水来临时难以预测，极易出现堤坝被冲毁的情况。有的城市为了打造生态区，盲目修建拦河枢纽和水土保持工程，过度开采地下水，表面上看实现了城市环境美化的效果，但却扰乱水位、流量、流速的判断准确性，破坏水文要素的历史规律，干扰因素不断增多，出现很多不可控的变量，水文站难以精确、真实地把控水文资料信息，在数据分析中导致严重的错误，影响后期工作的质量。河道引水、沙滩开发、跨流域调水等人为活动给水文监测带来很多不确定因素，使得最终数据信息存在误差。

2.3水文监测设施建设不完善

水文数据的精准性必须依靠完善的监测技术设备，而如今水文监测相关的技术设备并不完善，并在一定程度上滞后，这就造成了对水文检测的信息处理不够及时，水量监测数据与现地观察获取的信息存在差异，使水文监测的数据可信度不高，水文监测设备难以发挥真正的效果，使得水文工作人员的工作效率低下，由于水文水资源的新设备更新需要上报政府进行审批拨款，必须经过层层的上报，才能够将新设备引进，虽然新的设备设施可以给水文站水资源监测的工作带来很大的帮助，但是却需要时间、物力、人力、财力以及领导的支持，而且这些先进设备对原有的水文监测人员也是一个难题挑战，现有的一些监测人员不具备相应的专业知识，导致有新设备，没人会用的现象，这同样也影响到了水文水资源的正常监测工作。就现状来看设施建设方面存在的这些问题都需要尽快解决。

2.4水文监测人员专业能力不够

水文监测人员目前还不完全具备相关的专业技能与服务意识，由于水文监测工作相对工作环境不确定，社会认知度不够高，没有得到应有的重视，使得水文监测人员缺少为民服务的情怀与积极工作的热情，还有就是随着互联网大数据的推广与使用，相关工作人员没有得到相应的专业系统的培训，导致监测人员不会操作一些高端的设备，因此无法对设备进行有效的使用，根本上降低了设备的使用率，使得工作效率低下，无法达到预期效果。

3对于相关问题的优化建议

3.1对水文监测资料进行严格的整理核对

在用计算机进行相关资料的汇总统计时，计算机带来的方便快捷不应该成为工作偷懒的借口，更不能成为数据测算的隐患，因此在通过计算机对水文监测资料进行统计测算时，更要对实时的数据进行核对，参照以往的数据进行对比，确保相关资料的准确性，以此来提高计算机测算数据的可信度与质量水平。在日常的监测过程中，要将日常的监测资料和以往资料进行分析，充分对比，避免重复劳动。对于水文站点的单值化、水位流量关系进行数据分析时，要用好先进的技术手段，减少检测人员的工作量，提高水文监测数据的工作准确性。要在现有资料的基础上进行数据整合，更新完善资料的丰富程度。

3.2改变水文监测的工作方式

面对人类的生产建设对水文监测造成的不利影响，建设部门要有相应的整改措施，政府要有限度地进行跨流域调水工作，要把控河道引流与填湖造陆等工程项目，将人为因素对水资源监测的影响降到最低。水文水资源监测人员要根据现实环境的各种因素，改变自己传统老套的工作方式，不能仅局限于设备设施对水文的监测，要掌握所管流域内水文的第一手信息，正在进行生产建设的流域要做好工程施工前和施工后流域内水文的监测，通过施工前后的数据对比，进一步掌握流域内水文的规律[3]。要通过全方位的数据分析与对比，总结出更加准确的监测资料，要改变工作思想和态度，突破原有的固化工作方式，加大水文巡查的频率，增加水文资料的对比力度，使水文监测工作的质量与效率更上一层楼。

3.3完善水文监测的设备设施

完善健全的技术设备是确保水文监测数据高效准确的前提条件，是水文监测工作稳步向前发展的内在发动机。所以要加强资金支持力度，引进先进的监测仪器设备，同时要加强相关人员的技能培训，提高作业效率，提升对水环境监测的能力，逐步实现对水资源的实时动态监测[4]。同时要丰富水文水资源的监测方法，例如在偏远地区结合“站队结合”的工作方式，对于大江大河采取长期驻守观测的方式等，以提高水文监测的精度，使水文水资源的发展满足我国可持续发展的经济需要。

3.4加强水文监测人员的专业培养

只有从事水文监测的人员能力水平得到提高，才能使我们的水文监测工作得到更快更好的发展，要注重专业知识的培训，在平时的用人考核上加强对专业知识的检查，确保每位监测人员都能具备过硬的专业素质，同时还要提高水文监测人员的自豪感、责任感，要心怀使命的去完成工作，这样才能更好地推动监测工作的顺利进行。

水文监测篇2

论文摘要：利用数字化温度传感器、电磁流量计对高炉冷却水系统进行温度和流量参数的监测，同时根据这些数据以及历史记录和人工设定参数等进行分析和比较，确认高炉冷却水系统运行状态，并对不佳状态进行必要的调整。

引言

在高炉生产过程中，由于炉内反映产生大量的热量，任何炉衬材料都难以承受这样的高温作用，必须对其炉体进行合理的冷却，同时对冷却介质进行有效的控制，以便达到有效的冷却，使之既不危及耐火材料的寿命，又不会因为冷却元件的泄露而影响高炉的操作。因此对高炉冷却介质进行必要的监测和控制尤为重要。本文主要阐述对高炉水冷却部分进行监测和控制的一套系统构成及工作原理。

高炉冷却水系统比较重要的几个参数：

高炉冷却的作用：

1．降低炉衬温度，使炉衬保持一定的强度，维护合理的操作炉型，延长高炉寿命和安全生产。

2．形成保护性渣皮，铁壳和石墨层，保护炉衬并代替炉衬工作。

3．保护炉壳、支柱等金属结构，免受高温的影响，有些设备如风口、渣口、热风阀等用水冷却以延长其寿命。

4．有些冷却设备可起支撑部分砖衬的作用。

就其作用而言，相对重要的是降低温度，带走热量以形成保护性渣皮，维护合理炉型。因此冷却系统在不同位置带走热量的多少很重要，有冷却器的热平衡分析可知，冷却水带走的热量与水量、进出水温差、水的比热容成正比关系，而水的比热容是一个常量，所以对冷却水我们需要监测的重要参数是水流量和进出水温差。

我们通过在冷却器进水或出水支管上安装流量计来获取流量值，通过在进水和出水分别安装温度传感器来获取进出水温度，通过计算得到温差。

对高炉冷却水系统的控制与调节中主要是对水流量进行调节，调节冷却水流量的主要手段是调节控水阀门的开度和启动加压泵加大进水压力两种方式。

因此我们要做的就是监测高炉冷却水的进出水温差和流量，通过计算得出热流强度，再根据热流强度对高炉当前部位炉墙厚度等状况进行判断，并对局部水量或整体水量做适当的调整。

系统介绍

系统从功能上分为温度监测子系统、流量监测子系统、控制执行子系统、运算分析控制存储子系统和查询子系统五个部分（图1）。

温度监测子系统温度监测子系统构成

温度监测子系统设备主要包括：数字化温度传感器、总线连接器、温度采集器、数据转换器等。系统构造如下图（图2）：

温度传感器

测温传感器采用的是美国进口的数字式温度传感元件，其精度高，抗干扰能力强，测温范围广等特点使得在低温测量系统中用量非常大。其外壳采用不锈钢制成，防水、耐腐蚀，可以在环境恶劣的测温环境下使用。该探头安装简单，拆换方便，可维护性好。

数字化温度传感器内部有独立的地址编号，系统可以根据次技术参数

工作电压：DC5V±10%

测量精度：±0.1℃

测温范围：-55℃～+125℃

通讯线：RVVP3x0.3(环境温度≤70℃)

或AFP3x0.3(环境温度≤220℃)

外形尺寸：探头长50mm，外螺纹M16

数字化温度传感器测温原理

图4数字化温度传感器测温原理

温度传感器的测温原理如图（图4）所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，温度传感器就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55℃所对应的基数分别置入减法计数器和温度寄存器中，减法计数器和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。减法计数器对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器的预置将重新被装入，减法计数器重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图4中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值。

总线连接器

ST-X接线箱与ST-D保护箱组合，形成双层铁制外壳，坚固耐用，安装简便，并且防雨、防熏蒸、防腐蚀，外观美观大方，接线方便。内部接线端子，采用了进口产品，触点接触良好，接线方便快捷，易于维护。最多可以和10个温度传感器对应连接，有1路输出端子。

技术参数

端口数量：10通道

输入电压：DC5V±10%

环境温度：-40℃～+80℃

外形尺寸：260x230x90mm

总线连接器的作用是将数字化温度传感器简单的连接，重要是将传感器连接接点处放置于保护箱内，通过插接件及电路连接，保证电气连接的稳定性。

温度采集器

ST-A温度采集器的作用包括给数字化温度传感器提供电源，对多个数字化温度传感器进行温度采集并按照次序存贮到，采用先进的Lonworks技术，保证了系统的高速信息交换和数据采集，增强了系统的可靠性。温度采集器使用防水标准的机壳，可适应现场的恶劣环境，密闭性好，防熏蒸。而且温度采集器带有过压、过流、突波、隔离、雷击保护电路。测温传感器通过总线连接器连接到温度采集器，连接电缆长度最长可达100米，每个温度采集器可连接20个温度传感器。

技术参数：

输入电压：AC220V±20%

测温点数：20点

通讯方式：Lonworks现场总线

通讯距离：1800m（无中继）

外形尺寸：300x250x120mm

采样速率：5点/秒

工作温度：-20～+80℃

采集器以控制器为核心以电源为辅助，整和通讯、数据采集通道、声光指示等功能，形成完整的设备。

ST-N数据转换器

ST-N数据转换器是整套系统数据读入和发出命令的重要设备，是连接采集器和系统管理计算机的纽带。它把Lonworks总线数据转换成可以直接对计算机输入输出的RS232数据，有效的架起下位机和上位机之间的桥梁。数据转换器使用防爆标准的机壳，可适应现场的恶劣环境，密闭性好，防熏蒸。Lonworks网线的无中继最大传输距离大于1800米。

数据转换器在主控室安装，功能相对简单，用Lonworks通讯模块和RS232通讯电路构建，其他包括电源和状态指示部分。

1-wire总线

1-wire单总线是Maxim全资子公司Dallas的一项专有技术，与目前多数标准串行数据通信方式如SPI/I2C/MICROWIRE不同，它采用单根信号线，既传输时钟又传输数据，而且数据传输是双向的。它具有节省I/O口线资源，结构简单，成本低廉，便于总线扩展和维护等诸多优点。1-wire单总线适用于单个主机系统，能够控制一个或多个从机设备。当只有一个从机位于总线上时系统可按照单节点系统操作，而当多个从机位于总线上时则系统按照多节点系统操作。

时序：

采集器使用时间隙(timeslots)来读写数字化温度传感器的数据位和写命令字的位：

(1)初始化

时序见（图10）主机总线t0时刻发送一复位脉冲(最短为480us的低电平信号)接着在t1时刻释放总线并进入接收状态数字化温度传感器在检测到总线的上升沿之后等待15-60us接着温度传感器在t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60-240us)如图中虚线所示

图10初始化

(2)写时间隙

当主机总线t0时刻从高拉至低电平时就产生写时间隙见图11图12从t0时刻开始15us之内应将所需写的位送到总线上传感器在t后15-60us间对总线采样若低电平写入的位是0见图11若高电平写入的位是1见图12连续写2位间的间隙应大于1us。

(3)读时间隙

机总线t0时刻从高拉至低电平时总线只须保持低电平1μs之后在t1时刻将总线拉高产生读时间隙读时间隙在t1时刻后t2时刻前有效t2距t0为15μs也就是说t2时刻前主机必须完成读位并在t0后的60μs-120μs内释放总线

水文监测篇3

关键词：水文监测 质量 问题 对策

水文监测不仅是指对水文的测验，而是一个从布设站网到水文数据资料整理的整套技术过程。水文检测的数据在国家水资源的开发利用方面有着极其重要的作用，而且可以为各级防汛部门提供指挥抗洪抢险的科学依据。新时期，水资源的统一管理和生态环境建设都需要水文监测数据提供数据参考。

1 水文监测中的质量问题

随着社会信息技术的不断发展进步，水文监测技术逐渐引进一批新技术和新仪器，在一定程度上提高了水文监测的质量，但是在水文监测的过程中，受各方面因素的综合影响，依然存在较多问题。

首先，目前水文监测普遍使用测速仪测速，测深杆测水深，横式采样器采取沙样的监测方法，这种测量方式在中低水测验时可以取得较好的准确率，但是当对洪水进行深度，水流速度以及沙样提取时存在较大困难，精确度也大大降低，而且单次测验需要的时间过长，需要较大的人力投入，水文测量的数据不能自动传输到计算机，各种因素在很大程度上减低了水文监测的质量。

其次，水文监测的设备侧洪能力普遍较低，为了提高水文监测的质量，相关部门对水文监测设备进行了改进，但是依然存在很多问题，在进行超标洪水测量时，还只能通过传统浮标法进行测量，受主客观因素的影响较大，导致水文监测的整体质量不高。水文监测站的水文经费投入不够，水文试验的研究成果没有在水文监测站得到进一步的推广，没有转化成实践，不能有效的改进水文监测的设施和设备，影响了水文监测数据的准确性。

最后，水文监测职员的素质普遍较低，水文监测职员的素质高低直接影响到水文监测的质量，这里所指的水文监测职员素质既包括专业监测技术的掌握也包括员工的思想政治素质和职业道德素质等。其中水文监测的专业技术是保证水文监测质量的根本，只有在保证水文监测人员的业务技术能力较高的前提下，才能保证水文监测的质量；另外，水文监测职员的职业道德素质在很多程度上影响监测的准确性，现阶段很多水文监测人员的职业道德素质不高，责任感缺失，导致水文监测数据出现漏测、误测的现象，严重影响了水文监测的质量。

2 提高水文监测质量的对策

2.1 引进新的监测技术，提高水文监测质量

信息技术的发展进步，国家应该增加水文监测的经费投入，对可行的水文监测创新技术成果在全国进行推广使用，不断将水文监测的科技成果转化为生产力，使全国的水文监测质量得到普遍提高。相关部门应该及时引进新型的监测技术和监测仪器，逐渐提高水文监测的质量，近年来，激光粒度分析仪、固态存储雨量计、计算机整编程序等先进的监测仪器和程序已经得到一定的普及使用，并且取得了较好的成效。另外，水文监测部门还可以使用包括雷达、卫星在内的遥感器来提高水文监测的质量，增加水文监测数据的精确度，进一步满足水利工程管理建设的需要。

2.2 提高水文监测员的素质，提高水文监测质量

水文监测职工的整体素质会直接影响水文监测的质量，为此，相关部门应该加强水文监测职员的综合素质培养。首先，加强对水文监测人员的应聘考核，一方面要保证水文监测职员拥有较为扎实的专业基础知识和丰富的工作实践经验，熟悉水文监测的相关流程和注意事项，另一方面要加强对水文监测人员的定期培训，提高水文监测职员的监测水平，不断提高水文监测的准确性。其次，水文监测部门可以在职工队伍中培养一批综合能力较强的技术管理人员，使他们成为水文监测、经营、管理等方面的领导人和带头人，充分发挥他们的带动作用，促使水文监测质量的提高，

2.3 加强水文监测的质量管理，提高水文监测质量

要想提高水文监测的质量，除了一定的技术支持外，相关部门还要加强对水文监测的质量管理。首先，水文监测部门要引进一批高素质的水文质量监督管理人员，建立质量监督队伍，水文监测质量管理人员不仅要具有专业的管理知识，较强的管理能力，还要具备与水文监测相关的专业知识，确保在水文监测质量监督的过程中可以及时发现问题；其次，为了保证水文监测管理部门在管理监督工作中有章可循，应该制定相关的制度规范，制定水文监测质量管理办法，严格按照制度进行管理，同时利用经济杠杆，建立完善的奖惩制度，逐渐建立完善的水文监测质量监督管理体系。最后，水文质量监测部门内部应该加强不同部门之间的协调联系，在建立完善的质量管理组织的基础上，实行同级互查，上级定期抽查的管理办法，坚持事后监督与预防为主相结合的方针，逐步把水文监测质量管理纳入科学化规范化的轨道。水文是保障国民经济建设和社会发展的基础性工作，水文监测的质量直接关系到国家和人民的生命财产安全，水文监测一旦出现严重的质量问题，可能会给国家造成无法估量的巨大损失。随着社会的不断发展进步，国家对水文监测质量的要求越来越高，水文监测员的责任也越来越重，为此与水文监测相关的各个部门一定要不断提升水文服务质量与服务能力，适应新时期国民经济和社会发展的新需求。

水文监测篇4

【关键词】工程勘察；水文地质监测；强化

在工程勘察体系中是十分重视对水文地质监测的，水文地质监控的质量也关系到整个工程项目的质量，所以对于关系到工程地质勘察的水文地质监测进行合理的评估和审核，将能建设高效高质的工程勘察系统并保证工程项目的预期目标。为了减少因水文地质对工程带来的不利影响，我们就需要全面提高工程的勘察体系，加强调查的力度和勘探与之相关的工程，做好预防和治理两方面相结合的科学评价体系，并在日后的实际勘察中不断改进方法和提出设计方案，以实现水文地质监测的高水平。而建设高水平的水文地质监测体系，离不开对高科技的运用，比如现代化的遥感技术、高科端的航测技术等，不管从哪一面着手，我们都必须使工程体系完备，提高我国对水文地质的监测水平。

1 当前我国的水文地质监测成效

我们不得不承认，科技的发展实现了各个行业、领域的不断壮大，而尤为明显的就是对能源的开发，能源开发体系也得以日益完善。它的发展表现在吸收了更多的具有专业性的人才、加强了对人员的管理、提升实际员工的专业素养；加强能源开发力量、加强能源工艺水平、平衡综合的管理水平；这样的面貌对于完善水文地质监测是十分有利的，我们必须狠抓这样一个机遇，争取获得更大的突破。

2 当前我国水文地质监测存在的问题

简单来说，水文地质监测所存在的问题主要是在发展中没有能够获得个更大的关注和强化。在不断完善的市场体系中，市场的力量是巨大的，如果一旦水文地质监测没有跟上市场发展步伐，将直接影响到工程勘察的进步和企业的更快发展。因此，我们就需要对当前存在的问题做一个简单的总结。在不断的实际考察中，笔者主要是从管理方面、技术方面和实际的操作流程方面来畅谈的。如：管理方面主要是建立在人员的分配上，不能建立起合理的人员管理网，不能建立水文地质监测人员体系，缺乏现代化的管理经验，一味靠经验而谈。而人员的实际技能和从业素养更是显得余力不足，首先是高素质的人员比较缺乏，对水文地质的认识也并没有更先进；其次就是部分员工虽有技术，但没有理论知识的综合，有时很难适应现代水文地质监测的要求，同时，就是人员之间不能建立起相互密切联系的团队体系，员工相互配合的技能较低。最为重要的是，没能建立起对水文地质监测体系的安全监测，相关的配套设施也不能满足发展的要求，缺少科学的开发管理技术，同时也没能吸收和借鉴国内外先进的技术，然而监测观念的相对落后，监测技术的相对过时，造成整个监测安全没有保障。这样也就造成水文地质的监测困难不断。另外，就制度而言，也因忽视对管理制度、规章、方案的完善，使得水文地质的监测缺乏一定的政策性保障，缺少法律依据。 从而使水文地质监测没能符合制度化、规范化、标准化的准则。

3 水文地质监测的评价内容

要想强化工程勘察中的水文地质监测我们必须要明确监测的内容，在这里，笔者根据现代要求做出了如下几种评价内容：

首先在工程施工之前就应该对与水文地质有关的建筑物和相关的岩土层做详细的评估，然后配合对当地的水文地质条件做一个严整的预见方案，并以预见方案作为后期工程的一个效果原则，根据后期的情况显示做出行之有效的调整，同时在拟定预见方案是也可以做出对危害性的预测并可写出防治措施。

其次要清楚不同的环境、不同的物象有不同的水文地质监测要求，不能死板的固步自封，要懂得灵活变通，适当的查看当地水文地质历史的记录，查找出影响水文地质的相关情况，在对其监测时就能做到更好的勘察，找准方向，节省财力物力的投放。

4 强化工程勘察中水文地质监测的有效途径

在上文的阐述中，笔者其实有意识的指出了强化的方向，不过为了更好的明确观点，现在就做个较为详细的途径解说，以更好的强化工程勘察中水文地质监测：

4.1 建立严整的规章制度体系

首先我们要让水文地质监测更具合理性，让工程施工方更为注重工程勘察中的水文地质监测，就必须让其有法律上的限制和规范作用。在制度上，我们可以从监测人员、设备要求、原理要求等方面做出规定。在我看来，监测人员必须掌握扎实的监测方法、具备独到的分析方法、对设备能够熟练的操控，重要的是能够按照规章制度实施监测任务。设备要求则是建立在符合水文地质监测的要求上，能够跟进现代化的要求，能够保证监测任务的实施。而原理要求就是监测的方案具有科学性，监测的工作符合实际的要求。在后期的任务中，不管是施工人员还是管理人员都必须服从上级管理、接受上级审核；设备等要求也要定时定期的进行维护和维修，使水文地质监测的基础性条件更符合现代化的要求。

4.2 明确监测的任务和方法

其次我们要在水文地质监测过程中，注重监测的有效内容、合理目的和科学方法，确保监测工具的齐全性，保证日常的检测安全工作。每一次的监测情况我们都要根据现实要求做好时事记载，以备后期工程审核和应用，这项工作包括不同时段的地质情况、水文深度和相应出现的水文气象，以数据的综合分析整理做出含水层的挖掘数据段，对不同的含水层、裂缝区以及其他的采空区做不同监测，并将数据进行整理记载，查看各项任务中记载的数据有何相通之处，尽可能的总结出规律，以利于在以后工作中能及时了解与反馈情况。监测人员在做数据记载时，一定要标明监测的时间地点，并对数据做反复的审查，一旦发现问题要及时的处理，以免造成不必要的损失。

4.3 提高监测人员队伍

人员的重要性是不可忽视的，但是如果仅仅是一般的人员队伍，根本不利于水文地质监测的发展要求的。现代科技的发展，需要更多专业性、知识性的综合性的人才。水文地质监测体系，并不是一项很轻松的工作，它关系到工程勘察体系的整体效益，因此，在人员的配置上，一定要注重对技术人员的采用，定期的举行员工技能交谈大会、定期的开展员工技能培训班、定期的考核员工监测技能，同时可以邀请专家对员工进行技能指导和对先进技术使用说明进行宣传，不断提高员工的专业素质，不断加强员工之间的经验交谈，使员工之间形成一种相互帮助的团队精神，更好的服务于监测体系，另外要宣传风险意识，使员工注重工程安全，注重生命安全。

4.4 把握工程勘察与水文地质监测的有效结合

要明确理论与实际经验之间的联系与区别，在对水文地质监测进行评价时，要从各方面入手，不仅仅是其勘察点的情况，还要善于分析周围环境对它的影响，科学的预测工程可能会造成的危险性和对危险的解决办法的有效预解；要善于结合具体工程建筑和水文地质情况选择合适的水文地质监测材料，以避免因材料选择不当而使监测结果出现误差；当然，我们也需要考虑人为因素对水文和地质两方面的影响，切不可出现单一因素的监测；更为重要的是把握监测设备与工程勘察设备有着相通之处，至少保证设备的使用都能适应彼此之间的操作流程，对于不同的水文地质条件有着不同的工程勘察方法和监测方法。

5 结束语

在能源开发技术不断发展的今天，如何更有效、更高端的实现水文地质监测，将是工程勘察中的是一项重要任务，而强化水文地质监测中的制度体系，人员专业技能，不断地吸收科技的成果和国内外的先进经验，提高解决技术领域难题的力度将对完善水文地质监测的综合体系有着重要的作用，我们希望在未来的发展中，工程勘察与水文地质监测有着更大的突破。

参考文献：

[1]姜海灏，陈兴源. 关于工程地质勘探中水文地质问题的探讨[J].科技与企业，2013（06）.

水文监测篇5

为了提高水文监测数据的传输效率，基于物联网的水文监测系统已经应用于水文监测领域当中。这种水文监测系统不仅将目前包含的各种传感器整合到了一个系统当中，提高了水文监测系统的自动化水平，还能更为迅速地分析水文监测数据，得到具体水文情况，为水文监测提供保障。

关键词：

物联网;水文监测;系统设计

物联网技术指的是利用网络连接把传感设备连接起来形成一个系统，传感设备之间可以通过网络进行信息交换等，从而达到自动化识别、定位、监控等目的。物联网技术主要包括传感技术、数据融合分析技术、网络通讯技术，这三种技术给目前的水文监测提供了极大的便利，使得水文监测传感数据更加准确，分析更加迅速，信息传播速度也大大加快，促使水文监测技术慢慢走向成熟。本文对基于物联网技术的水文监测系统设计进行了详细说明，希望能对水文监测有所帮助。

1基于物联网技术的水文监测系统概述

基于物联网技术的水文监测系统主要包括三大部分：采集系统、通讯系统和数据分析控制系统。其中采集系统包括Zigbee无线网络节点、通信系统以及远程终端，主要工作内容是采集数据、控制现场、初步储存数据等；通讯系统包括GPRS通讯系统、短信通讯系统、卫星通讯系统和拨号通讯系统，主要负责将采集系统所采集储存到的数据传输到数据分析控制系统，或者将数据分析控制系统的命令传输到采集系统；而数据分析控制系统包括通信系统、数据库、监听系统、软件系统，其主要作用是分析从采集系统传输过来的数据，并将统计数据纳入数据库，并根据情况给采集系统下达命令[1]。

2基于物联网的水文监测系统的设计方案

2.1信息采集系统的设计

由于水文监测系统常年处于户外，且处于河道位置，所以环境的变化会比较大，在选择监测时需要考虑到环境因素，需要适应高温、潮湿、雷雨、大风、冰雪等不同的环境，并适当添加防护层，尽量避免外界侵蚀和雷电袭击等。信息采集系统的工作原理是传感设备首先采集数据，然后经过A/D的转换方式，由Zigbee无线网络节点将采集的信息传输到处理系统，经处理后将数据通过远程通讯系统传输到数据分析控制系统当中。

2.1.1Zigbee无线网络节点的架设

由于水文监测系统需要采集许多的数据，而且监测设备常年位于户外区域，所以为了保证传感器数据传输的稳定性和准确性，就必须要保证无线传感网络的正常通讯。在水文监测系统中通常都是使用Zigbee无线网络节点，这种无线通讯方式具有能耗低、成本低、延迟低、容量大等特点，通过在一定范围内建设多个网络节点，实现全网无线通讯的目的，每个无线网络节点之间的距离大约为75米。

2.1.2临时数据处理器的设计

临时数据处理器是信息采集系统的控制中心，它的性能好坏直接决定了传输到数据分析控制中心的数据的准确性。临时数据处理器主要是对传感器收集到的信息数据进行临时储存、初步处理和转发，所以需要大量的存储空间和良好的计算性能，而且还要有快速的数据传输能力。

2.1.3电源系统设计

基于物联网的水文监测系统长期处于户外，所以可以利用户外的资源，减少电能的消耗。可以采取太阳能电池+锂离子电池两种供电方式结合的方法为监测系统供电，白天阳光比较充足的时候开启太阳能电池，边充电边供电，晚上或者光线不足的白天，则使用锂离子电池供电。

2.2远程通讯系统的设计

远程通讯系统一般是使用GPRS移动通信网络或者卫星通讯方式。在GPRS移动通信网络下，通讯系统将自动开启PPP拨号，并构建一条TCP/IP的通讯通道，然后连接到网络，通过移动网络通信方式实现水文监测系统内部的信息传递。但是GPRS通讯系统如果长期没有数据的传递，那么自动保存创建的TCP/IP通道将会丢失，再次开启时需要重新走一遍激活流程，影响数据的传递。所以为了保证TCP/IP通道的活性，需要增加定时激活程序，每过一段时间，程序自动通过GPRS传输数据，使通道不会出现丢失现象[2]。

2.3数据分析控制系统的设计

数据分析控制系统可以将调制适配器作为与信息采集系统连接的通信设备，并且另一个插口可以连接监听设备，在同一个系统当中连接多个服务器，达到集信息监听、数据储存、数据分析、信息为一体的目的。MonitorServer系统中自带的服务器监控功能，可以实现对服务器消息的监控和监听服务，通过对调制适配器的监听，将信息传递到数据储存装置中，并做好数据记录。此外MonitorServer系统还负责将监控系统下达的命令传输到信息采集系统。DBServer系统安装了数据库管理软件，可以将传输进数据库的数据进行记录，以便提供数据查询服务。WebServer系统可以用动态的方式展示数据的变化，通过从数据库中调取数据，及时刷新局部的页面，使得页面以动态的方式展现出来，更清晰明了地显示数据的变化趋势。Web服务器数据分析系统可以查询实时数据、远程监控设备状态、整理和分析数据、设置系统参数等[3]。

3结束语

近年来，传感器技术的发展突飞猛进，尤其是传感器的精度和适用性，都有了明显的提高，随之进步的物联网技术也开始逐渐融入水文监测系统当中，大大推动了水文监测的自动化进程，减少了人力物力的投入，提高了水文监测系统的准确性，对于水文监测有重要意义。在物联网技术应用于水文监测系统的过程中，要注意对传感设备的保护，保证数据采集的顺利进行；注意远程通讯系统的选择，保证数据传输的通畅；注意数据分析控制系统的选择，保证数据分析的准确性。只有保证水文监测系统每个部分的正常工作，才能保证水文监测能达到应有的效果，使水文监测达到新的高度。

参考文献：

[1]张洋洋,赵建平,徐娟娟.基于物联网技术的水文监测系统研究[J].通信技术,2012,45(04):108-111.

[2]蔡彬彬.物联网技术在河流水位监测中的应用[J].南通纺织职业技术学院学报,2012,12(01):15-17.

水文监测篇6

“水土保持和荒漠化监测”是一门综合性很强的应用课程。在水土保持与荒漠化防治专业的课程体系中，它被安排在气象学、土壤学、生态学、树木学、水文学及地质地貌等课程之后，学生综合所学知识直接服务于现代水土保持和林业建设，具有鲜明的生产实践意义。国家林业局自1994年以来组织开展了4次全国荒漠化监测。2013年度全国水土流失动态监测与公告项目全面启动，这些国家监测项目的实施需要一定数量的具有专业监测能力的高素质人才队伍，所以与水土流失和荒漠化监测相关的课程在水土保持与荒漠化防治专业中的地位不断得到提升。目前，我国已经在很多水土流失地区开展了多年的水土保持治理，并取得了一定的成效，但治理措施的成效如何，则需要通过水土保持监测才能确定。如果没有高质量的水土流失监测管理，那么就会出现比“雾霾”更为严重的环境灾害，所以水土保持和荒漠化监测在水土保持与荒漠化防治，特别是开发建设中的水土流失防治中的重要性更加突出，相应的“水土保持和荒漠化监测”课程在水土保持与荒漠化防治专业核心知识领域的地位越来越受到重视。如西北农林科技大学率先在国内为水土保持及荒漠化防治专业开设了“水土流失及荒漠化监测与评价”专业课，并在2006、2008年对该课程进行了2次教学大纲的修订。

二、“水土保持与荒漠化监测”课程教学面临的问题

（一）教材内容无法满足实际教学的需要

目前“水土保持与荒漠化监测”课程使用的教材有西北农林科技大学主编的全国高等教育“十五”部级规划教材《水土流失及荒漠化监测与评价》，水利部水土保持监测中心主编的《水土保持监测理论与方法》，李智广主编的《开发项目水土保持监测》等。而以上教材的涉及面和侧重点各有不同。《水土流失及荒漠化监测与评价》主要侧重基础理论知识、监测方法和评价预测，缺少具体的可操作性的监测方法；《水土保持监测理论与方法》内容较广，既涉及了水土保持理论与实践，也涉及了传统、成熟的监测方法和最新的监测方法，作为监测技术人员使用的工具书较好，但作为高校教材，其内容繁琐；《开发项目水土保持监测》主要涉及了开发建设项目，而对宏观设计涉及较少，所以也不能完全作为高校教材使用。由此可见，适用于水土保持与荒漠化防治专业的“水土保持与荒漠化监测”课程教材相对较少，教材内容无法满足实际的需要。

（二）单一的教学方式影响了教学效果

“水土保持与荒漠化监测”课程通常采用“满堂灌”的教学方法，在授课过程中，教师只讲述课程内容，缺乏与学生的交流。这种传统的“板书”讲授方法，缺少对野外监测实践的分析。每节课超负荷的信息量使学生来不及理解消化，更不可能对众多的基本监测理论、监测方法及实际应用方法吃透和掌握。教学方式的单一使课堂教学枯燥乏味，学生只能被动听课，学习效果差。虽然多媒体的引入使课堂教学中监测实践分析变得容易，弥补了传统教学无法达到的效果，但是多媒体教学缺少互动环节，使学生思维变得迟钝，无法成为教学的主体，从而失去学习的兴趣。所以要提高“水土保持与荒漠化监测”课程的教学效果，必须对教学方式和手段进行必要的改进。

（三）实践教学学时有限

甘肃农业大学现行的教学计划中，“水土保持与荒漠化监测”课程的学时较少，仅有40学时，其中包括10学时的实验课。而“水土保持与荒漠化监测”课程的教学内容庞杂、概念繁多，尤其需要野外观测及室内测定的实验内容较多，但由于受实习经费和教学时间的限制，学生只能在室内做一些简单的土壤性质分析实验，而对野外观测只能在综合实习中出去考察一些科研院所的监测，且只能走马观花，对具体的方法了解较少。同时，由于缺少实习基地，学生们所见到的监测仪器和设施少之又少，影响了学生对各种水土保持监测措施的感性认识和教学效果。

（四）课程考核方式不合理

目前，“水土保持与荒漠化监测”课程考核方式仍以闭卷书面考试为主，学生只要在考试前死记硬背一下就可以应付。然而，“水土保持与荒漠化监测”课程授课目的不是为了让学生背诵一些概念和理论，而是要让学生能够利用所学知识对水土流失和荒漠化状况及治理措施的效益进行实时监测，以了解水土流失的治理成效并做出相应评价。例如考核学生对径流小区监测的掌握状况，书面考核只要学生背出小区定义和指标即可，而对于学生在实际径流小区监测的动手能力却很难考察。因此，如何减少书面考试带来的弊端，真正激励学生为熟练地运用知识而学习，而不是为考试而学习，是“水土保持与荒漠化监测”课程教学改革需要考虑的重要问题。

三、“水土保持与荒漠化监测”课程教学改革的措施

（一）优化教学内容，满足水土保持监测实际工作的需要

1．课程教学突出重点内容

针对“水土保持与荒漠化监测”课程学时少、内容多，尤其是实践內容更多的情况，应把握课程的重点，合理选取、整合教材内容在“水土保持与荒漠化监测”课程的授课过程中，笔者在考虑课程自身系统完整性的基础上，挑选出一些重点内容在课堂上着重讲解，如径流小区监测、小流域控制站监测、水土保持效益监测、风力侵蚀监测及开发建设项目水土保持监测等。同时，对这些重点内容不但在理论课上讲，而且在实验课时也要重点讲解，以加深学生的记忆。这样不仅有助于学生理解重点内容，而且有助于学生的记忆和实践，激发学生学习的兴趣。对于水土保持监测的相关术语，只着重介绍学生以前课程没有接触过的新内容，而对其他课程已经讲过的内容，只是简单的提示，避免与其他课程内容重复。

2．补充学科发展的前沿内容

随着现代科学技术的发展，水土保持与荒漠化监测的新技术、新方法、新成果层出不穷。因此“水土保持与荒漠化监测”课程既要加强原有的、成熟的原型监测技术和方法的教学，夯实基础知识和理论，又要紧跟学科发展的前沿，及时补充新的监测方法和知识，介绍学科发展的最新动向。因此，笔者参考近年来发表在国内外权威期刊上关于水保持监测方面的文章，将甘肃省水保局进行水保监测培训的资料作为教学内容的补充，让学生了解目前水保监测做了哪些工作，出现了什么样的新技术，以拓宽学生的知识面。实验课教学是课堂教学的重要组成部分，是整个教学过程中的重要环节，对提高学生的综合素质、培养学生的创新精神和实践能力有着不可替代的作用。因此，在实验内容方面，笔者尽可能减少其他课程已经做过的实验，将降水径流冲刷侵蚀沟量测、风蚀量监测、不同降雨强度（人工降雨仪控制）的径流小区监测及遥感在野外水土保持调查监测中的应用定为主要实验内容。结合生产实践编写监测规划、监测实施细则和监测报告，要求学生撰写不同水土保持措施效益监测的计算方法及土壤理化性质方面的监测方法，以增强学生的综合应用能力，

（二）改革教学手段和方法，提升课堂教学效果

1．诱导式教学法

在理论教学的第一堂课上，教师应向学生介绍当今国家和社会对水土保持专业的重视，逐步引入本课程当前发展的现状，向学生介绍从事本专业的优秀人才及成果，从而诱发学生为美好前途而发奋学习的雄心壮志。首先，从国家政策入手，向学生讲明水土保持监测既是国家生态建设的重要依据，又是国家评价所实施生态工程的理论基础。通过监测掌握水土流失动态，认识水土流失规律，评价水土保持和生态工程的防治成效，建立土壤侵蚀模型，预报土壤流失量。以甘肃省案例来说明水土保持监测的重要性，如“舟曲泥石流”的发生，就是由于缺少水土保持监测方面的资料，导致舟曲人民损失惨重。生活中的实例最能诱发学生的学习兴趣，要让学生明白水土保持监测的目的就是为防治水土流失，保护、改良、合理利用山丘区和风沙区水土资源，建立良好的生态环境，为实现山川秀美的“生态梦”而服务。

2．多媒体互动教学法

“水土保持与荒漠化监测”是一门研究性和综合性很强的应用性课程，具有鲜明的生产实践性，且随着科学技术和生产实践的发展，监测的基本理论知识和监测方法不断更新，这对该课程教学提出了更高的要求。笔者在授课过程，采用多媒体技术和传统授课方式相结合的方法进行教学。利用挂图、视频、实景图片和案例结合的教学手段，使学生在较短的时间内接收较大的信息量，使抽象的内容形象化、具体化，收到了良好的效果。在气象要素监测的教学中，笔者通过多媒体图片展示目前常用的气候和水文观测方法、观测仪器、数据处理方法等，重点讲解气候和水文要素的观测步骤和观测过程中需要注意的事项，分析各种观测方法的优缺点以及各种观测仪器的适用范围。同时，要求学生在课余时间了解校园内的各种气候和水文观测设施，并做成ppt，在下节课讲解，培养学生的动手能力。每节课结束时，安排4～5个学生在课后搜集一些水土保持监测的新进展和新方法，也可以选取自己家乡的某个小范围为监测区域，介绍如何用所学的知识对当地水土流失进行监测，并做成ppt在课上展示给大家，让同学们提出意见和看法，调动学生主动参与课堂教学的积极性，达到培养和提高学生综合素质的目的。

（三）加强实践教学基地的建设，培养学生的实际动手能力

2010年，学校和学院投资50余万元，建成了土壤分析实验室，学生可以从监测土壤理化性质中了解水土保持措施的效果。水保系老师结合各自课程需要，安装了水土流失径流监测固定小区、移动式微型径流小区，人工模拟降雨系统、GIS图像处理实验室等监测实验设施，购置了侵蚀因子监测仪器设备，包括自动气象站、降雨、蒸发、风速、温湿度等监测仪器，购买了风蚀监测的风蚀自动监测仪，基本满足了校内实验教学的需要。同时，学校还建立了腾格里沙漠南缘马路滩林场和定西安家沟流域水土保持野外教学基地，开展综合实习。学院目前正在积极和甘肃省治沙所协调，准备建立风蚀监测野外实习基地。在课程教学过程中，笔者还利用周末休息时间带学生去“甘肃省黄河水土保持生态工程西果园示范区”进行考察，了解常规监测、调查监测及生态效益监测的方法及实验设施。同时，部分学生通过参与老师的科研项目，了解了水土保持与荒漠化常规监测和航空、遥感监测技术。

（四）制定科学的考核标准，综合评定学生的课程成绩

以往“水土保持与荒漠化监测”考核方式多以最终一次的考核成绩为准，不能客观反映学生的水平。为了全面、准确、客观地考察学生学习“水土保持与荒漠化监测”课程的效果，应优化考核标准，重点考察学生对理论知识的运用能力，并以平时的学习表现及参与课堂教学的积极性等为参考。以此为标准，确定了“水土保持与荒漠化监测”课程的考核比例：平时成绩占15％，实习实验成绩占20％，监测报告占5％，期末考试成绩占60％，这种考核标准综合考察了学生学习该课程的全程表现，较客观地反映了学生对课程理论知识、实践能力的掌握程度，有效地调动了学生学习的积极性。在考试制度方面，课程实行了考卷责任制度，由任课教师出题（按照教学大纲命题，实行A、B卷制度），系主任检查签字，主管教学领导批准。考试由学校教务处考试办公室统一组织，监考人员由学院教学工作人员安排在职教师监考，同时教务处和学院派教师巡考。这样的考核方式杜绝了学生平时不学习，考试作弊的现象，体现了客观、公平的原则，使学生端正了学习态度。

四、“水土保持与荒漠化监测”课程教学改革的成效

水文监测篇7

关键词：水文监测；水资源；合理开发；持续利用

1 水文监测的特点

当代的水文监测有传统性、及时性、随机性以及标准性 4 个主要特点。对水资源进行循环的有规律的检测和记载的过程反映了水文监测的传统性，它是进行水文监测最基础的工作；水文监测的及时性主要是指通过水文监测可以对于突发事件 （例如洪水） 等突发事件的相关信息进行快速准确地传达，以提高应对突发事件的相关决策和调度工作；随机性主要是指在进行水文监测时需要考虑很多不确定性的方面，主要是因为发生旱涝等灾害的时间、地点等都有很大的不确定性，水质的变化也存在突发性；而标准性则是指进行水文监测是要按照一定的技术标准，参照 《水情拍报标准》、 《水文测验规范》 等进行规范进行。

2 水文水资源监测服务于水资源合理开发和利用的几个方面

2.1 有利于水资源的配置。

通过对一个区域、流域或者跨流域的水资源的发展趋势和承载能力进行分析和研究，不仅有利于社会和国民经济的发展，还能够对产业进行调整，在宏观和战略上为社会的可持续发展提供了决策支持.

2.2 有利于水资源的管理。

通过水文水资源的检测能够为取水许可、分配水资源、转让水权及其相应的法律法规相关方面的决策提供有效的信息。

2.3 有利于水资源的保护。

通过水文水资源检测可以对水质进行检测，例排污口、饮用水的水源地、行政区的交界处、国际河流等，如果发生了重大的水体污染事故还可以进行快速的检测。

2.4 为水环境、水生态管理保护服务。

可以进行水资源的管理，为水资源提供监测和预报工作，有利于生态坏境与社会经济的协调发展。

2.5 有利于水资源的调度。

通过水文监测所服务的水资源调度包括：实时或年纪间的调度、跨水域的调度、区域不同水体调度、地下水与地表水的调度、将洪水进行资源利用等，并对这些调度进行检测、分析以及预报。

3 水文水资源监测现状及其应对措施

3.1 防洪工程的兴建改变了水文要素

在中国的很多地区和城市为了防洪对重要河流和大型的水库进行了加固和治理，还有的城市为了美化市容或者改善生态环境建设了水土保持工程、拦河枢纽工程、堤坝建设等工程，以及对于地下水的超量采取等，这些方面的工程建设通过闸门对水流量进行了控制，从而影响到同济水位的流量以及流速，使水文要素发生了变化进而改变了原有的水文要素的相关规律。这也就直接影响到了对水文资料的分析和水情信息的提供。针对这种现象的产生，要采取相应的对策对水文水资源进行监测，水资源的管理部门要对于水位流量的关系产生的变化、测流方式的精简工作、测流系数的相关实验、水位流量单值化等进行相应的资料收集、研究和分析的工作。

3.2 水文监测采用了新技术 扩大了水文作业的范畴

随着经济的发展和科学的进步，在进行水文监测时引入了先进的系统和技术，如固态存储、遥测系统、超声波水位计、微机测流系统、计算机网络等，这就要求进行水文测试的工作人员要学习和掌握新的知识和技能，这将使对水文从业人员的一个挑战。各水文工作单位要在及时引进新技术的同时也要注重对本单位工作人员的培训教育工作。

3.3 水文监测模式受到了人类活动的影响

目前在全国的大大小小的城市已经建立了很多的橡胶坝和拦河坝，这些堤坝的建立严重影响到了水文的监测工作。出现这种现象主要是因为这些水文站的建立影响了水文数据以及水文要素的改变，进而影响到了水文资料以及水情信息。所以相关的水文监测站要随时掌握河道的洪期规律、水域内相关工程的情况，以根据这些规律和情况采取针对性的措施和对策；相应的管理部门对水文资源的一些要素如水位流量、测试方式、测流系数等进行试验、分析和研究。

此外也存在一些人类的活动给水文监测工作带来了影响，例如跨流域调水、开发滩地、河道引水所带来的不确定性、国家对农业种植结构以及治水方略的调整、水文断面的水流受到控制等等。这就要求水文断面检测人员改变原来的的工作模式，抛弃原来只对检测断面进行坚守的工作方式，加大水量巡测、强渠道测流、控制引水口的工作力度，提高水文调查的工作。

3.4 资料整理与测验工作的不匹配 导致资料整编对测验工作指导困难

由于科学技术的进步，现在的水文资料几乎都由计算机进行编整，计算机编整造成了原始资料的检查、流域内观所有测点的一致性检测等都存在不足，尤其是容易导致上下游水流出现偏差、个别观测点的资料编整不合理等现象。所以在采用计算机进行资料编制的前后要通过上下游水量的核对、分析水量是否平衡、参照降雨流径等方式严格审查观测资料的合理性，以此来提高计算机编制水文资料的可信度和质量水平。

3.5 不能够将日常的监测工作和资料的分析研究相结合 使劳动重复

对于各水文站点的单值化分析、泻流曲线的率定、水位流量关系的分析等应该引入科学技术手段进行分析，这样不仅能够有效地减少水文监测站相应工作人员的劳动，还能够提高水文监测工作的效率和质量。

3.6 水文基础设施建设滞后 应急协调能力不够

由于水文监测相应的设施设备落后，使得水文监测对于水质、水量的检测等都缺乏效率和准确性。因此国家和地方政府应该对于水文监测的基础设施的相关建设加以重视，尤其是对于应急能力和协调能力的建设，以提高水文监测的精度和应急防范能力。对常用的检测设施和设备进行完善的同时也着重提高水文监测系统自动检测预报的功能、水文监测系统的快速性、智能性，并加大对重点的水域和地区进行自动检测系统的普及，通过以上措施不仅能够提高水文水资源的综合能力，还能够使水文水资源的管理符合社会经济可持续发展的要求。

3.7 水文水资源监测的服务意识不够 进而不能得到社会的认可和支持

作为水文水资源的从业人员一定要有使水文信息社会化、公开化，让水文资源作为社会的公共资源为广大民众所使用，以胜任水文水资源监测对于社会经济发展中所担当的角色。通过充分发挥水文水监测信息的作用来为社会的建设和可持续发展提供有价值的决策和支持。

参考文献：

水文监测篇8

物联网技术在我国的快速发展,不仅使信息技术重新焕发光彩,而且其应用促进了其他行业的发展.物联网在农业中成功应用,实现无人灌溉、恒温检测,不但降低了人力成本,而且提高了作物的更多价值[1].物联网在电力安全保护监测方面也取成功应用,促进了电力系统的智能化发展[2].水文监测技术是我国实现水文水利信息化的重要手段,它标志着我国信息技术在水文、地质灾害、农业生产应用的水平.水文监测技术主要涉及传感器技术、嵌入式技术、通信技术、存储技术、信息处理技术以及人工智能等多种高新信息技术[1].物联网是将传感设备或智能仪表通过网络连接起来,进行信息交换,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念[3].物联网涉及的主要技术有传感器技术、数据融合与智能技术、云计算和网络通讯技术.随着物联网云计算技术的逐步发展,智慧城市计划的推进,给水文水利信息化的发展提供了巨大的技术支持和物质保障.特别是物联网关键技术的发展,促进了水文监测系统核心技术逐步走向成熟,给水文监测系统提供了又一次更高的发展空间和机遇[4].

2技术原理

基于物联网技术的水文监测系统有三大部分组成:下位机系统、远程通讯系统和上位机系统..下位机系统主要负责数据的采集、现场的控制、临时数据的存储.远程通讯系统主要负责将下位机采集的数据通过各种通讯途径传输到上位机系统中,并且将上位机中的命令传达到下位机系统中.上位机系统主要实现最终数据的大规模存储、数据的查询与统计分析和下位机工作模式的控制等等.下位机系统主要包括:(1)Zigbee(2)通信模块(3)远程终端(网关)上位机系统主要包括:(1)通信模块(2)数据库(3)监听系统(4)软件系统远程通讯系统主要包括:(1)GPRS方式(2)短信方式(3)卫星方式(4)拨号方式

3总体方案设计

该水文检测系统按照物联网的架构方式进行设计,分为三层:感知层、网络层和应用层.采用该架构方式既可以兼容过去和现在的设计系统,保护用户投资,又可以面向未来整体规划,使系统可以最大的支持未来发展的需要.在感知层中,主要涉及各类水文传感器、Zigbee、远程控制终端等设备.网络层,主要是可选的信息传输通道,主要涉及GPRS、短信和卫星方式.应用层,是负责数据的存储和高级应用,主要包括监测软件,Windows服务和Web服务等.

4系统的设计

4.1系统下位机

4.1.1硬件因为该下位机部分将常年置放在户外河道周围,工作环境变化较大,可能遭受夏季高温、潮热天气、大量水蒸汽侵蚀、雷电大风、北方冬季冰雪等影响,所以器件按工业级标准选型,并且增加保护外壳、通风和防雷等措施.下位机的工作过程是将各种传感器采集数据经过A/D转换,然后再通过Zigbee无线网络将数据传递到ARM处理机[5],再以Socket套接字方式上传数据到上位机系统中.系统下位机硬件的组成如图3所示:(1)远距离通信:通讯单元可以使用移动通信网络GPRS传输模块或北斗卫星传输模块进行远距离无线数据传递.根据低功耗和稳定的原则,选用Simcom公司的SIM100作为GPRS通讯模块,选用FDBD3111北斗RDSS射频基带模块作为卫星通信模块.在GPRS流量方式下,系统启动时自动使用PPP拨号方式建立一条TCP/IP通信通道,通过与互联网的连接,实现移动互联网方式的数据传递.但是,在该方式下,如果长期没有流量,根据移动互联网的工作机制该TCP/IP通道将自动丢弃,为了保持会话不丢失,在嵌入式处理器上增加自定义定时程序,心跳监测和起搏程序KeepHeartbeat(),以保证会话不被丢失,TCP/IP信道的保持.(2)Zigbee无线网络节点因为该系统采集的数据种类多,节点的架设常年在野外,所以传感器节点的数据传输效率和传输可靠性成为无线传感网络的主要性能指标.本系统中无线传感网路采用德州仪器生产的具有增强型8051微控制器内核的CC2530芯片,该产品具有更高的性价比、支持最新的Zigbee协议[6].(3)协调器微处理器是整个下位机系统当中的控制核心,并且是网络协调器的核心,它的选择直接决定整个下位机系统的功能和性能.作为网络协调器,负责整个无线传感网络的管理和数据的转发,消耗大量的存储空间和计算性能,并且需要具有较高的数据吞吐效率和处理能力.此外,为了系统具有更高的性价比、低功耗和兼容性,该系统选用NXP的LPC1788处理器,该处理器基于ARM32-bitCortex-M3设计,最高运行频率为120MHz,包含有LCD控制器,10/100的以太网EMAC,USB全速Device/Host/OTG控制器,CAN总线控制器,SPI,SSP,IIC,IIS以及外部存储控制器EMC等资源电源模块.(4)电源模块本系统中大量的节点长期分布于户外,需要为各个系统部件提供电能支持,所以采用太阳能+双锂电池互补方式供电.在白天晴天的情况下太阳能边供电边充电,而在夜晚或阴天时,启用电池供电.因为该系统全部采用低功耗设计、主备用双电池供电,所以可以采用该方式长期供电.此外,经过低功耗方式设计和器件选型,锂电池后备最大供电时间可长达两周.4.1.2程序下位机中的程序包括Zigbee网络节点嵌入式程序图4协调器程序功能图和协调器程序[7].网络节点程序主要完成与之相连接的传感器的A/D转换.协调协调器程序不仅要完成数据的转发,即网关功能,而且作为下位机的控制中心,对各个部件实现监控和管理.协调器的主要功能如图4所示.在本系统中协调器程序功能主要包括:系统参数的设置、传感器参数的设置、通讯参数的设置、定时监控和转发数据.

4.2系统上位机

4.2.1部署方案目前,该上位机系统可以采用短信猫作为与下位机的通信设备并通过串口与监听服务器连接.使用多服务器架构方式实现消息监听、存储数据和信息.服务,实现监听消息服务和消息队列服务,负责监听短信猫传来的消息,并传达到数据库中,在命令记录表中记录,以及将监控软件下达的命令排队和传送到下位机中去.该Monitor_Service服务是使用C#语言开发的Windows服务,主要步骤有:(1)serial_port()初始化SM串口(2)listen_start_runtime()校正系统时间,并添加日志(3)开启消息监听线程thread_listener()和消息队列安排线程thread_messages().如果有下位机消息,监听线程thread_listener()将消息交给threadmessages()线程,完成消息的排队和数据库存储.如果有上位机的命令,消息监听线程thread_listener()将命令交给thread_message()线程对命令排队,并在合适的时机将队首命令通过通信终端及时地发送到下位机去.DBServer装有SQLSERVER2008数据库管理软件,负责将消息数据和命令数据进行记录,以及提供数据服务.WebServer使用C#语言和技术实现动态网页展示数据,并采用Ajax技术定时采集数据库中的信息并局部刷新页面,保证在Web页面中显示数据和显示图形不抖动.4.2.2监控软件在应用Web服务器上部署水文监测系统,可以实现数据实时查询、设备远程监控、数据统计与分析、系统的配置等主要功能.

5系统的测试

在实验过程中分两个阶段,第一个阶段是室内模拟阶段,将设备安装在深水池中模拟水位,再通过人工浇水模拟雨量.第二个阶段是现场测试,在汾河两条支流5个段内分别安建5台网关、5台雨量传感器和5台水位传感器作为下位机测试系统.两种方式下上位机系统都部署在实验室中,通过GPRS通讯方式和短信通讯方式与下位机连接.目前,该系统已经在几个重要水文地区建立监测点、成功实施、投入应用,其工作比较稳定、采集数据已经存入数据库中、设计工作模式和精度满足水文系统的设计标准.测试的数据和统计分析图如下所示.使用系统中的统计与分析功能可以看到任意输入时段内,观测站的数据记录情况,以及数据智能分析结果,如整体趋势和历年比较等.如图8可以看到观测站水位的8个月的变化情况和趋势.在测试环节中,为了反应系统的时段特性,我们增加定时测试程序,以反应系统不同时段的情况,经过实验除了上午10点和下午5点最大反应时间超过20秒外,基本数据采集时间小于13秒.经过分析,可知该时段是移动通信的高峰期,会对系统的反应产生更多的延时效应,但不会产生致命的影响.

6结论

水文监测篇9

关键词：工程；勘察；水文地质；监测

1我国水文地质监测的现状及其重要性

1.1我国水文地质监测的现状

在人类文明高速发展的过程中，我们人类经历了各种各种的地质灾害，这些灾害的形成或多或少都有地下水的参与。我国水文地质监测已经积累了近40年的经验，在水文地质监测的开发和安全管理技术方面都获得了较大的突破，积累了更多更丰富的实践经验，，为我国水文地质监测的管理与使用提供了安全有效的保障。我国的水文地质监测技术日趋成熟，我们将卫星遥感、航测技术等应用到其中，使得我国水文地质监测体系更完善，为以后的水文地质监测打下了坚实的基础。我国的水文地质监测为我国的工程勘察提供了安全保证和参考意见。

1.2我国水文地质监测所面临的问题

在水文地质监测取得一定成果的同时，我们也遇到了很多问题，解决这些问题后，我们在水文监测领域的技术将会得到更好的发展。下面例举一些我们现在所面临的问题。

1、在工程建设快速发展的情况下，我们的水文地质监测明显缺乏具有高技术、高水平的专业人员，这就严重影响了水文地质监测工作的安全开展。培养有经验的技术人员成为我们目前所面临的最大问题。

2、水文地质监测工作时一项高难度的科研工作，它对技术的要求也相当高，我们不仅要有高素质的工作人员，也要有完整的监测技术来配合，更好的完成水文地质监测工作。没有好的技术支持，我们在水文地质监测的发展进程中困难重重，这严重影响了水文地质监测的发展

3、在进行水文地质监测工作时，我们也应建立完善的安全管理制度，来规范工作人员，并为水文地质监测工作的更好进行，提供安全保证。

1.3水文地质监测的重要性

在工程勘察的过程中，水文地质问题一直都是一个极为重要的，却又极易被忽视的问题。水文地质与工程地质两者之间是相互联系和相互作用的关系，例如，地下水是岩土体的一部分，直接影响岩土体，又是基础工程的环境，对建筑物也有一定的影响。而水文地质问题会被忽视，是因为在工程勘察过程中，勘探成果内直接涉及到水文参数，因此很多人都认为水文地质问题只是一个象征性的工作，在工程勘察中只是测量水文地质在天然状态下的一般参数。为了强化工程勘察的质量，在勘察中加强对水文地质的监测室是十分重要的。在工程勘察中不仅要了解清楚与工程相关的水文地质问题，了解水文地质问题对工程主体的作用和影响，还要针对这些问题提出相应的预防及治理的措施，减少或消除水文地质问题对工程的危害。

2工程勘察中水文地质监测的内容

对工程有影响的水文地质因素有很多，例如：地下水的类型、地下水位及其变动的幅度、含水层和隔水层的厚度和分布、土层和岩层的渗透系数、承压含水层的特征及水头等。

2.1自然地理条件

自然地理条件包括了地形地貌和气象水文特征等内容。气象水文特征是指工程所属的地域的气候带，以及其湿度和热量等。地形地貌是指工程所在周围的地貌特征和地势高低起伏的变化，即地表的形态。

2.2地质环境条件

工程所在的区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、新构造运动、地层岩性等方面

2.3地下水位情况

工程所处区域内近5年的最高地下水位及水位变化情况；地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补给排泄关系及对地下水位的影响。地下水位的变化对工程的影响十分大，是工程勘察的重要内容。

2.4含水层、隔水层情况

含水层与隔水层的埋藏条件、地下水水位、流向、类型及其变化幅度；主要是含水层的埋藏深度、厚度与分布；地下水对建筑材料的腐蚀情况；现场测定地层渗透系数等水文地质参数。

3水文地质监测在工程勘察中的有益之处

3.1水文地质监测中对地下水对工程建筑的影响进行了分析，预测出可能产生的工程危害，并提出了防治措施。

3.2水文地质监测为工程勘察提供了所需要的水位地质资料，更清楚的了解与工程地基基础类型相关的水文地质问题。

3.3水文地质监测查明了地下水在天然状态下的变化规律，同时还分析和预测工程活动对地下水的影响，了解地下水对工程建筑的不良作用。

4强化工程勘察中水文地质监测的有效途径

4.1加强水文地质监测知识培训，提高全体作业人员的技术

水文地质监测工作是一项高风险、高强度的工作，在水文地质监测的日常安全生产管理中，我们必须要加强树立全体工作人员的安全风险意识，提高对水文地质监测的有效认识，加强相关监测知识的普及和教育，从而为水文地质监测的安全、高效、科学管理进行做好提前准备。

4.2提高监测作业队伍的资质，加强专业人员技术能力培训

水文地质监测的开发和管理具有高风险性和不稳定性的特性，这就要求水文地质监测的从业队伍必须具备高水平、高素质的专业化知识技能，企业在合理安排周期的基础上，对员工进行有序的专业技能培训，不断吸取外来培训资源，从而保证培训质量，具体的可以通过网络系统平台培训、建立员工学习小组、组织到先进企业或国外进行学习借鉴等方式来进行学习，加强从业人员的专业技能水平是保证水文地质监测更好的关键环节。

4.3强化工程勘察与水文地质监测的有效结合

根据以往工程勘察的经验和教训，对水文地质做出科学的评价。重点评价和考虑勘测点的地下水对岩土体和建筑物施工的影响，科学的预测工程可能造成的岩土工程建设危险，并能够及时提出预防和解决措施；工程勘察中要具体地结合和分析工程建筑物基地基础的选型，认真查明有关水文地质的相关问题，选择合适的水文地质材料，避免造成建筑物施工过程中的障碍；在工程勘察中不仅仅要重视自然环境对工程建筑物建设的水文地质条件的影响，还要分析在人为的建设活动中所产生的水文地质条件的变化，以及对岩土体和建筑物的反作用，这是需要重点考虑和勘察的方面；工程勘察中水文地质的监测要从工程的角度，按照不同条件下的地质水文条件做出对工程建设的不同应对措施，总而言之，工程勘察要切实地做好水文地质监测，科学做出水文地质的评价机制。

结束语

水文地质问题一直都是工程勘察中无法忽视的重要问题，我们要好好的运用“具体问题，具体分析”的思想，根据工程所处的地理位置以及所勘察得到的水文地质条件，制定好相关的施工计划与相应的安全措施，以确保工程更高质量的完成。同样，水文地质监测工作对建筑物特力层的选择、基础设计以及工程地质灾害防护等有不可忽视的影响力。随着工程勘察的发展，人们也将越来越重视水文地质监测工作，为了有效的减少甚至消除地下水对工程建筑和人类生产生活的影响，我们应该要切实的做好水文地质监测工作，同样这也推动了工程勘察水平的提高。

参考文献：

[1]胡丽梅，邢宏汞.浅谈地下水的危害及工程勘察中的水文地质勘察[J].科技信息，2009，22：128-129.

水文监测篇10

关键词：水文监测 高新技术 明渠截流 三峡工程 长江

1 前言

长江三峡工程导流明渠截流具有截流落差高、流速流量大、截流总能量高、施工强度高等特点，影响因素众多，技术问题复杂。截流戗堤落差、堤头流速分布、戗堤形象、导流底孔分流比等水文信息对指导截流施工起着重要的支持作用。截流施工现场作业面较小，明渠内流态紊乱，封航前必须保证通航等原因使许多常规方法的水文测验无法实现。运用有线和无线网络、多波束测深和前视声呐系统、全球定位流量测量系统、激光全站仪、电波流速仪等高新技术和方法，及时准确地收集了大量流速、流量、水位、戗堤形象等实时资料，实现了信息的采集和自动化，避免了常规测验方法的缺点，确保了安全。截流过程中收集到的大量水文实测信息对指导截流施工起到了重要的作用。

2 网络技术应用

三峡工程明渠截流水文信息处理数据量大，时间要求紧迫，如果按照常规方法处理，不可能满足工作需要。明渠截流期间，水文气象信息处理中心（以下简称中心）负责水位、流量、流速分布、导流底孔与坝址的分流比、固定断面监测、水面流速流向等数据的收集、分析、计算、整理、归档，并向截流决策部门、施工单位水文信息。利用现代计算机网络技术和信息处理技术建设现代化的信息服务系统，实现从信息采集到基于Web的实时，是明渠截流对水文信息处理工作的要求。

2.1网络硬件环境

三峡工程明渠截流水文气象信息网络，包括中心局域网、中心与长江三峡工程开发总公司（以下简称公司）网连接、公司网与长江水利委员会水文局（简

称水文局）网连接。

中心局域网包括1台服务器、7台微机、6台笔记本计算机、2台打印机，用双绞线连接到交换机。这台服务器兼WEB服务器、数据库服务器和拨号服务器。5条电话线路接调制解调器，用于客户拨号访问中心的网络。在其中的一台计算机上连接水位自记仪和无线数据传输电台。各外业站点配备计算机，其数据通过Internet、无线数据传输电台、或无线对讲机传到中心。

在中心的服务器上安装双网卡，一块用于连接中心局域网，另一块用于与公司网互联。与公司网联接的网卡通过公司网分配的IP地址、网关联到公司网、上互联网。该IP地址由公司的域名服务器解析，公司用户用域名即可访问到中心的网站。

2.2网络软件环境

中心的服务器采用Windows 2000 Server网络操作系统。客户机及外业站点微机的操作系统为Windows 98/Windows 2000。外业站点与中心无线数据传输采用自行开发的通讯软件，或用电子邮件发送数据到中心。数据处理中心用自行开发的一系列软件建数据库、计算、分析、处理数据。在公司网上使用Lotus Notes中文版网络软件。

2.3网站建设与维护

制作了三峡水文气象信息网，包括水文监测、坝址水情、龙口预报、气象信息、水文计算、上游水情等主要栏目。

2.4数据收集、处理

各外业站点的测验数据通过无线对讲机、无线数据传输电台、Internet邮件等传入数据处理中心。从外业站点发回数据处理中心的各种信息，全部存放在计算机硬盘上。由于采用了网络技术，整个系统的硬件、软件及数据资源都能共享，这样，数据处理中心工作人员就可相互协同工作，减小了各种数据在中心的滞留时间。数据处理中心工作人员，每收到一类信息，立即将其进行分析、计算、整理、归档，并及时向截流决策部门、施工单位水文信息。

为了保证成果质量，点绘了落差与水位关系曲线、上下龙口最大流速过程线、上下戗堤水面宽变化过程线、导流底孔分流比过程线、坝址流量过程线等大量的图形，用于数据的合理、正确性分析。

2.5信息

主要内容包括水位、流量、流速、水面流速流向、固定断面、水下地形等资料和相关的分析成果。

信息主要以网站的形式，辅以电子邮件、电话、传真、手机短信、人工递送等。公司网络用户直接上网访问网站。公司外用户可用拨号方式拨入中心的拨号服务器或公司的拨号服务器，来访问网站。

网站采用动态的形式发数据，只要登录到数据库中的数据，即可在网站上及时看到。与此同时，根据截流的进展情况，一天一次、一天两次或两小时一次，制作水文监测综合信息，在网上。

对公司的主要领导、相关单位及有关人员，将水文监测信息发送到他们的电子邮箱（或公司Notes邮箱）。

对不能上公司网的单位，我们用传真的方式，发送水文信息。

对现场决策、管理及施工单位，用手机短信或电话，及时发送主要数据。在形成龙口后，从其他作业组抽调了两人，用电话逐时水文监测数据。

对公司主要领导、档案馆等有关单位，我们一天一次或两次，将水文监测资料、信息，制成纸介质文档，用人工递送。

3 多波束测深及前视声呐系统

3.1 系统简介

多波束测深系统也称声呐阵列测深系统。随着计算机硬件与软件不断完善，以及GPS全球定位系统的应用，系统不仅在海洋测绘中得到广泛应用，而且在江河湖泊水下测绘中的作用日益广泛。多波束测深系统不仅实现了测深数据自动化和在外业准实时自动绘制出测区水下彩色等深图，而且还可利用多波束声信号进行侧扫成像，提供直观的测时水下形态，被形象地称为“水下CT”。

多波束测深系统工作原理和单波束测深一样，是利用超声波原理进行工作的，不同的是多波束测深系统信号接收部分由n个成一定角度分布的相互独立的换能器完成，因此系统每次能采集到n个水深点信息。

明渠截流水文监测中使用的多波束测深系统型号为SeaBat 9001S，它具有两种发射工作方式。

3.2 系统组成

多波束系统是一套多传感器系统，除多波束本身外，还包括定位测量系统、船舶姿态测量系统和船艏向测量系统。SeaBat 9001S多波束测深系统由甲板单元处理器和水下探头两部分组成。其它配置包括处理器控制指令、采集和显示数据，水下探头发射和接受声呐脉冲；选件配置包括计算机、DGPS、运动传感器（MRU）、电罗经（CYRO）、视频信号记录器、旁扫记录器等。

3.3 在明渠截流中运用

在明渠截流中，SeaBat 9001S多波束测深系统主要用于明渠上、下戗堤围堰形象监测

施测前，在临时船闸LS01号固定断面上进行了系统标定，标定项目包括导航系统时延（Latency）、纵偏（Pitch）、横偏（Roll）和艏偏（Yaw）。

担任本次测量导航的软件为Hypack MAX，作业时用图形和数字方式指示测船的航迹、偏航等各种导航信息。多波束数据采集由SeaBat 9001S随机携带的“6042”软件完成。多波束数据后理采用加拿大通用系统公司（Universal System）开发的商用软件“CARIS”。由于随着上、下戗堤龙口不断缩小，流速不断面增大，故本次采用从上游往下游施测线路，结果表明多束波信号接收良好。部分成果见图3：

图3

下戗堤龙口水下地形图