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水位与流量观测设施设备大盘点,快来一探究竟
发布时间:2019-07-10 阅读:256
随着现代科技的进步与发展,先进的科学技术和仪器设备在水文领域不断应用,传统的水文监测方法,结合自动化和信息化的升级改造,为全面提高水文工作科技含量提供技术支撑与保障的监测技术。
水文监测主要任务是对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水体准确及时采集水文要素,加工整理后形成水文信息予以提供,以满足经济社会和公众需求。基本水文站、中小河流站、山洪站、河湖长制、zui严格水资源管理等涉及的水文监测都是水文监测的主要任务。
现阶段,对水文监测信息的需求主要集中在:防汛抗旱救灾决策支撑、zui严格水资源管理、河湖长制管理考核,水文年鉴、水资源公报、泥沙公报等国家基础信息统计年鉴年报编制,水事件应急监测等。对应不同的需求,对水文监测的时效、频次、精度、方式是不一样的,对仪器装备的要求也不一样。而根据监测内容(包括降水、蒸发、水位、流量、流速、泥沙、水质),可采用不同的监测设备,结合湖北水文应用情况,下面进行详细介绍。
1、水位观测
水位是zui重要的水文要素,它除了直接表示各种自由水体的水量的多少,反映径流过程中水面的高低变化,还与流量测验有密切关系。水位观测设施主要是水尺、水位观测平台、水位计架。水位观测方法分为人工观测和自记水位计观测。采用人工观测的方法是,直接使用水尺观读水尺读数,由水尺零点高程计算水位,是所有其他方法观测水位的衡量参照。采用自记水位计能连续自动观测水位,进行记录,并定时校对记录值、通过闪存记录仪器传输数据、检查调整仪器,并对自记记录进行订正、摘录、计算日平均水位,进行时段zui高、zui低水位的摘录统计。
水尺
设立临时水尺
隔蒲潭水文站
自记水位台
东山头塔台式
自计水文台
恩施站水位台内部全景
铅鱼
根据不同测站的特性,湖北水文通常采用浮子式水位计、压力式水位计、雷达波水位计。
浮子式水位计主要由水位感应部分、水位传动部分和水位记录部分组成。其工作原理是由索或带连接的浮子和平衡锤在水位测井内随着水位升降运动,索或带的抱力驱动水位轮转动,带动编码器,将水位的高低变化过程反映到水位计中。
浮子水位计
十堰局五里河站浮子式水位计水位观测井
压力式水位计通过测量水下某固定点的静水压力,用压力传感器(变送器)精确测量出测点的静水压强值,根据水体容重,计算出测点以上的水面高度,推算出对应的水位值。
压力式水位计
雷达波水位计通过发射和接收雷达波信号,根据雷达波的往返历时计算出到水面的距离,推算出对应的水位值。
雷达波水位计
2、流量观测
流量是反映水资源和江河湖库水量变化的基本资料,也是河流zui重要的特征值。水文测验中,大部分测流方法采用流速面积法,测速仪器是水文测验的主要仪器设备。湖北水文通常采用转子式流速仪、走航式多普勒流速剖面仪(ADCP)、电波流速仪(雷达测速枪)。
转子式流速仪由旋翼、身架、尾翼组成,具有测量精度高、稳定性好的特点。其工作原理为,当流速仪放入水流中,水流作用于流速仪的转子时,由于它的迎水面各部分受到水压力不同而产生压力差,形成了转动力矩,使转子转动。当水流流速发生变化时,转子的转动速度也会发生相应的变化,从而根据转速大小测出流速值。
转子流速仪
走航式ADCP的工作原理为,测速探头向下发射四束频率相同的超声波脉冲,超声波脉冲遇到水体中流动的固体悬浮颗粒物发生反射,反射的声波频率发生变化,其变化大小取决于固体颗粒物移动的速度和方向,通过检测多普勒频移,测定出分层水流速度。
走航式ADCP
走航式ADCP测流
电波流速仪是一种利用无线电磁波多普勒效应的测速仪器,其工作机制与多普勒雷达相似,电波流速仪自身集成了姿态传感器,可以测出波速的倾斜角度,当电波流速仪对着水面发射电磁波后,电磁波被水面反射,根据反射波的多普勒频移,可以由波速上的速度变化计算得到水面流速。
流量监控遥控船
电波流速仪(雷达测速枪)
电波流速仪测速
水文测验中绝大部分测站是依据流速面积法进行断面流量观测的,因此必须有相应的渡河设施以确保垂线流速测量和大断面施测。
缆道操作台
缆道绞车
电动缆道
长轩岭水文站水文缆道智能控制平台
湖北水文依据测站特性、观测环境条件选择电动缆道、流量在线监测系统、桥测等一种或多种施测方式。流量在线监测系统的建设和应用,从根本上改变了水文测站传统的工作方式,为推进水文现代化奠定了物质基础。
水河测流
1、遥测车
流量施测
2、铅鱼缆道测流
雷达在线自动测流
黄冈流量在线
监测系统

全自动雷达波在线缆道测流系统











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