Was ist Hydrologieüberwachung?

Überblick über die hydrologische Überwachung

Definition und Zweck des hydrologischen Monitorings

Definition des Hydrologiemonitorings:

Die hydrologische Überwachung ist ein kontinuierlicher oder i ittierender Prozess zur Prüfung der Wasserquelle, der Wassermenge (einschließlich Durchfluss, Wasserstand, Flut), der Wasserqualität (einschließlich organischer, anorganischer und radioaktiver Substanzen und anderer Schadstoffe der umfassenden Indikatoren) und der ökologischen Umgebung der Gewässer aus der Perspektive der Hydrologie von Seen, Flüssen, Feuchtgebieten oder Landgewässern.

Zweck der hydrologischen Überwachung:

1. Den Wasserkreislauf verstehen: Untersuchung der Bewegungs- und Verteilungsmuster des Wassers auf der Erde, einschließlich Verdunstung, Niederschlag, Abfluss, Grundwasserströmung und anderer Prozesse.

2. Wasserressourcenmanagement: Bewertung der Menge, Qualität und Verfügbarkeit der Wasserressourcen und Bereitstellung einer Grundlage für die rationelle Entwicklung, Nutzung und den Schutz der Wasserressourcen.

3. Katastrophenfrühwarnung: Überwachen Sie Anzeichen von Naturkatastrophen wie Überschwemmungen und Dürren und geben Sie rechtzeitig Warnungen aus, um Katastrophenschäden zu reduzieren.

4. Umweltüberwachung: Bewertung der Auswirkungen hydrologischer Bedingungen auf das Ökosystem, Überwachung von Veränderungen der Wasserqualität und Schutz der Wasserumwelt.

5. Technischer Entwurf: Bereitstellung grundlegender Daten für den Entwurf von Wasserschutzprojekten, z. B. Entwurf von Stauseen, Flusstraining und Entwurf städtischer Entwässerungssysteme.

Zweitens der Inhalt des hydrologischen Monitorings

Zu den wesentlichen Inhalten des hydrologischen Monitorings gehören unter anderem:

1. Wasserstand: Echtzeitmessung und Aufzeichnung von Wasserstandsänderungen in Gewässern mithilfe von Wasserstandsmessern und anderen Geräten.

2. Durchflussrate: Messen Sie die Durchflussrate des Wasserkörpers mithilfe von Durchflussmessern, der hydraulischen Baumethode, der Durchflussmessmethode zur Einheitsleistungsumwandlung und auf andere Weise.

3. Durchflussrate: Messen Sie die Durchflussrate des Gewässers mithilfe von Geräten wie einem Durchflussmesser.

4. Wasserqualität: Überwachung des Gehalts und der Veränderungen von Schadstoffen wie organischen, anorganischen und radioaktiven Stoffen in Gewässern.

5. Niederschlag (Schnee), Verdunstung, Sediment, Eis und andere hydrologische Parameter.

Drittens: hydrologische Überwachungsmethoden und -techniken

1. qualitative Überwachung:

- Durch die Installation von Video- oder Bilderfassungskameras im Fluss zur Bilderfassung, überlagert mit einer Echtzeitüberwachung der Flussdaten.

2. Quantitative Überwachung:

- Durchflussmesser-Methode: Verwendung von elektromagnetischen, Ultraschall-, Laser-Entfernungsmess-Durchflussmessern und anderen Geräten zur Messung des Durchflusses.

- Wasserzähler-Methode: Berechnung des Durchflusses anhand der Wasserzählerwerte.

- Hydraulische Baumethode: Nutzung bestehender hydraulischer Entwässerungsgebäude, anhand der gemessenen hydraulischen Faktoren zur Berechnung des Durchflusses.

- Durchflussmessmethode zur Umwandlung der Einheitsleistung: Durch die Umwandlung der Leistung des Generatorsatzes in Durchfluss.

- Herkömmliche Durchflussmessermethode: Verwendung eines Rotordurchflussmessers und anderer Geräte zur Messung der Durchflussrate.

- Echtzeit-Radarwellen-Durchflussmessmethode: Verwendung von Radarwellen zur Messung der Durchflussrate.

- Doppler-Durchflussmessmethode: Der Doppler-Effekt von Schallwellen zur Messung der Durchflussrate.

Viertens die Zusammensetzung und Eigenschaften des hydrologischen Überwachungssystems

Zusammensetzung der hydrologischen Überwachung:

1. Überwachungszentrum: einschließlich Server, öffentliche Netzwerkleitung (oder Mobilfunkleitung), Software für hydrologische Überwachungssysteme.

2. Kommunikationsnetzwerk: Verwendung eines drahtlosen Kommunikationsmodus zur Echtzeitübertragung von Überwachungsdaten.

3. Front-End-Überwachungsgeräte: wie Wasserstandsmesser, Regenmesser, Durchflussmesser, Wasserqualitätsmonitore usw.

4. Messgeräte: dienen der Erfassung und Aufzeichnung hydrologischer Parameter.

Hydrologische Überwachungsfunktionen:

1. Datenübertragungsentfernung: Unterstützung für Datenfernübertragung, anwendbar auf eine Vielzahl geografischer Gebiete.

2. Hohe Präzision: Verwendung hochpräziser Instrumente und Geräte zur Bereitstellung genauer und zuverlässiger Daten.

3. Hoher Automatisierungsgrad: Viele Überwachungsgeräte können einen automatisierten Betrieb realisieren und so manuelle Eingriffe reduzieren.

4. Flexibles und praktisches Netzwerk: Unterstützt eine Vielzahl von Kommunikationsmethoden, um sich an unterschiedliche Umgebungsanforderungen anzupassen.

V. Anwendungsbereiche der hydrologischen Überwachung

Hydrologische Überwachungssysteme werden häufig eingesetzt in:

1. Flüsse, Seen, Stauseen: Überwachung von Wasserstand, Durchfluss, Wassertemperatur und anderen Parametern.

2. Landwirtschaft: Überwachung der Ackerlandfeuchtigkeit, Überwachung der Bodenfeuchtigkeit, Überwachung des Bewässerungswassers, Überwachung des Wassers in der Aquakultur usw.

3. Industrie: Überwachung der Wasserqualität und Gesamtabflusskontrolle für die Abwasserbehandlung in Fabriken.

4. Umwelt: Automatische Überwachung der ökologischen Umwelt und der landwirtschaftlichen Umwelt.

5. Stadtplanung: städtisches Entwässerungssystem, Hochwasserschutz und Entwässerung usw.

Sechstens: Bedeutung und Rolle der hydrologischen Überwachung

1. Bereitstellung einer Grundlage für die Wasserressourcenregulierung: rechtzeitiger Zugriff auf hydrologische Daten, Wasserressourcenmanagement und -entwicklung, um eine wissenschaftliche Grundlage zu schaffen. 2. Schutz der Wasserumwelt: rechtzeitiger Zugang zur Bewirtschaftung und Entwicklung der Wasserressourcen.

2. Schutz der Wasserumwelt: rechtzeitige Erfassung des Gewässers und seiner Umgebung, Ergreifen geeigneter Maßnahmen zum Schutz der Wasserqualitätsstandards und Reduzierung der Wasserverschmutzung.

3. Verbesserung der Effizienz der Entwicklung und Nutzung von Wasserressourcen: Unterstützung der Entwicklung und Nutzung von Wasserressourcen entsprechend den Niederschlägen und Seeveränderungen.

4. Vorhersage des Wasserstands sowie Katastrophenprävention und -minderung: Vorhersage von Veränderungen der Überschwemmungsoberfläche, Verhinderung von Überschwemmungen und Bereitstellung von Entscheidungsunterstützung für die Katastrophenprävention und -minderung.

Die Hauptfunktionen und Rollen hydrologischer Überwachungsstationen

1. Überwachung von Wasserstandsänderungen:

- Messen und Aufzeichnen der Wasserstandsänderungen von Flüssen, Seen, Stauseen und anderen Gewässern in Echtzeit oder regelmäßig, um eine Entscheidungsgrundlage für die Planung von Stauseen, den Hochwasserschutz und die Frühwarnung sowie die ökologische Wiederherstellung von Flüssen zu schaffen.

2. Sammeln Sie Niederschlagsdaten:

- Durch den Kippschaufel-Regenmesser und andere Geräte wird der Niederschlag genau gemessen, um Hochwasserschutz und Entwässerung, Wasserressourcenmanagement und Notfallmaßnahmen zu unterstützen.

3. Messung von Strömungsgeschwindigkeit und Durchfluss:

- Verwendung von Radardurchflussmessern, ADCP-Geschwindigkeitsmessungen und anderen Geräten zur Echtzeitüberwachung der Fließgeschwindigkeit und Durchflussrate des Gewässers, um den Wasserfluss und die Verteilung der Wasserressourcen zu verstehen.

4. Überwachung der Wasserqualität:

- Sammeln Sie regelmäßig Wasserproben zur Wasserqualitätsanalyse, messen Sie Indikatoren wie gelösten Sauerstoff, Trübung, pHund chemische Zusammensetzung, bewerten Sie den Zustand von Gewässern, überwachen Sie die Wasserverschmutzung und stellen Sie wissenschaftliche Grundlagen für die Wasserversorgung und den Wasserumweltschutz bereit. (pH)

5. Meteorologische Datenerfassung:

- Zu den Beobachtungen gehören meteorologische Elemente wie Niederschlag, Verdunstung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Wind, die für die Wettervorhersage und die Erforschung des Klimawandels von wesentlicher Bedeutung sind.

6. Wissenschaftliche Forschungsunterstützung:

- Die gesammelten Daten liefern grundlegende Informationen für die wissenschaftliche Forschung in vielen Bereichen wie Hydrologie, Klimatologie und Ökologie.

Vor- und Nachteile des hydrologischen Monitorings

Vorteile des hydrologischen Monitorings:

1. Echtzeit und Kontinuität: Durch automatisierte Geräte und Fernübertragungstechnologie können Daten in Echtzeit überwacht und übertragen werden, sodass Entscheidungsträger die hydrologischen Veränderungen rechtzeitig verstehen können. 2. Genauigkeit und Vollständigkeit.

2. Genauigkeit und Vollständigkeit: Verwendung hochpräziser Instrumente zur Bereitstellung genauer und zuverlässiger Daten. Gleichzeitig können mehrere hydrologische Elemente überwacht und hydrologische Änderungstrends umfassend analysiert werden.

3. Breites Anwendungsspektrum: Nicht nur für die Überwachung natürlicher Gewässer, sondern auch für die Überwachung künstlicher Gewässer wie städtische Entwässerungssysteme und Wasseraufbereitungsanlagen.

Nachteile des hydrologischen Monitorings:

1. Hohe Bau-, Betriebs- und Wartungskosten: Es ist notwendig, eine große Anzahl von Überwachungsgeräten zu kaufen und einzusetzen sowie entsprechende Datenübertragungs- und Speichereinrichtungen einzurichten, was viel Geld und Arbeitskräfte kostet.

2. Datenstandardisierung und Datenaustauschschwierigkeiten: Verschiedene Regionen und Abteilungen verwenden inkonsistente Überwachungsgeräte und Datenformate, was zu Schwierigkeiten bei der Datenintegration und -analyse führt.

Möglichkeiten zur Echtzeit-Datenübertragung und -Analyse im hydrologischen Überwachungssystem

1. Datenerhebung:

- Sammeln Sie hydrologische Daten über verschiedene Sensoren (z. B. Regenmesser, Wasserstandsmesser, Durchflussmesser usw.).

2. Datenspeicherung:

- Die Überwachungsgeräte verfügen in der Regel über eine integrierte Speicherfunktion zur vorübergehenden Speicherung der erfassten Daten.

3. Datenübertragung:

- Kabelgebundene Übertragung: Die Datenübertragung an das Rechenzentrum erfolgt über ein kabelgebundenes Netzwerk (z. B. Ethernet).

- Drahtlose Übertragung: Datenübertragung mithilfe drahtloser Technologien wie Funkwellen, Satellitenkommunikation, Mobilfunknetze (z. B. 4G / 5G, NB-IoT, GPRS, CDMA, Beidou-Satellitenkommunikation).

4. Datenempfang:

- Das Datenverarbeitungszentrum empfängt Daten von jeder Überwachungsstation.

5. Datenanalyse:

- Echtzeitanalyse: Verwenden Sie spezielle Software, um die Daten in Echtzeit zu verarbeiten und zu analysieren und Diagramme, Berichte usw. zu erstellen.

- Nachanalyse: Führen Sie eine tiefergehende Analyse der gespeicherten Daten für langfristige Trendforschung, Modellkalibrierung usw. durch.

6. Datenaustausch und -verbreitung:

- Interner Austausch: Teilen Sie Daten innerhalb relevanter Abteilungen oder Organisationen.

- Externe Veröffentlichung: Veröffentlichung von Überwachungsdaten und Warninformationen für die Öffentlichkeit über Websites, mobile Anwendungen und andere Plattformen.

Durch diese Schritte kann das hydrologische Überwachungssystem die schnelle Erfassung, Übertragung, Analyse und Anwendung hydrologischer Daten realisieren und so das Wasserressourcenmanagement, die Katastrophenwarnung und die wissenschaftliche Forschung unterstützen.

Zusammenfassen:

Die hydrologische Überwachung ist eine wissenschaftliche Tätigkeit zur kontinuierlichen Beobachtung und Messung der dynamischen Veränderungen natürlicher Gewässer durch eine Reihe technischer Mittel und Geräte. Sein Hauptzweck besteht darin, den Wasserkreislauf zu verstehen, Wasserressourcen zu verwalten, vor Katastrophen zu warnen, die Umwelt zu schützen und technische Entwürfe zu unterstützen.Zu den Überwachungsinhalten gehören Wasserstand, Durchfluss, Durchflussrate, Wasserqualität, Niederschlag, Verdunstung usw. Zu den Überwachungsmethoden gehören qualitative Überwachung (z. B. Videoaufnahmen) und quantitative Überwachung (z. B. Durchflussmessermethode, Radarwellen-Durchflussmessmethode).Das Überwachungssystem besteht aus Front-End-Geräten (z. B. Wasserstandsmesser, Regenmesser, Durchflussmesser), einem Datenübertragungssystem (z. B. 4G / 5G, Satellitenkommunikation) und einer Back-End-Datenverarbeitungsplattform, um die Datenerfassung, -übertragung und -analyse in Echtzeit zu realisieren.

Zu den Hauptfunktionen der hydrologischen Überwachungsstation gehören Echtzeit-Datenerfassung, Katastrophenfrühwarnung, Wasserressourcenmanagement, Schutz der Wasserqualität und Umweltforschung. Die Vorteile sind hohe Echtzeit, hohe Genauigkeit und breite Anwendung, aber die Bau-, Betriebs- und Wartungskosten sind hoch und es gibt Herausforderungen bei der Datenstandardisierung und -freigabe.Durch diese Systeme kann eine starke Unterstützung für das Wasserressourcenmanagement, die Katastrophenprävention und die wissenschaftliche Forschung geleistet werden.