水利水文监测自动化现状和发展趋势

四.水文自动监测仪器及方式（8）
水闸
® 采集的信息：闸前水位、闸后水位，闸位，闸门运行安全信息，水闸控 制信息等
® 采集方式方法及技术： 人工采集：按照水闸控制的需求，通过人工操作控制实现水闸的启闭控制。 自动采集：通过水闸自动控制系统在线采集和控制水闸的运行，并将水闸
以上各种参数的数据实时准确地自动发送给有关人员。 ® 人工采集控制水闸的设备：电气控制装置，闸位显示器 ® 自动采集控制水闸的设备：闸位计，水位计，电气传感器，闸位限位
计，激光水位计，压力式水位计，磁滞伸缩水位计，电子水位尺 ，水位遥测终端
® 信息传输方式：水位遥测终端自动采集不同水位计数据，转换成 水位值，按照规定的传输规约，通过无线或有线的传输方式发送 给有关人员。 无线传输方式主要有公共信道（GPRS，CDMA，GSM，3G， 卫星）,自建信道（超短波，微波，物联短距网）。有线传输方式 主要有公共通道（电话，PSTN,宽带网络），自建通道（RS232/485，SDI-12）
三、各种服务对监测自动化的要求（2）
®自动化系统数据采集流程的不同
1）分级上传结构 监测数据——分中心——中 心站。由各分中心校核存储 上报，中心站存储。
现在的水文遥测系统，防汛 遥测系统大部采用此种结构 。优点是符合水文、防汛数 据逐级采集上传的体制，对 于自管数据来说，下面的权 最大。缺点是，系统分散， 开发和管理困难，易出现系 统的质量参差不齐。
® 为社会服务
为经济社会建设提供全面服务。通过信息共享、资料公布、交 流合作、技术咨询等形式，为经济社会发展和人民群众生产生 活提供了良好服务。向社会及时发布实时水雨情信息、大型水 库蓄水情况、地下水动态信息以及省界断面水质监测分析信息 等，满足了经济社会对水文资料的需求。
三、各种服务对监测自动化的要求（1）
水利水文监测自动化 现状和发展趋势 丁强
水利部南京水利水文自动化研究所 2015.04.14
南京水利水文自动化研究所
水利部南京水利水文自动化研究所是水 利部直属的专业从事水利水文自动化和 水利信息化的综合性科研机构，是国内 外知名的水利水文自动化仪器设备、水 文水资源监控调度领域集成技术的研发 基地。
® 信息传输方式：蒸发量遥测终端自动采集含沙量数据，按照规定 的传输规约，通过无线或有线的传输方式发送给有关人员。
无线传输方式主要有公共信道（GPRS，CDMA，GSM，3G， 卫星）,自建信道（超短波，微波，物联短距网）。有线传输方式 主要有公共通道（电话，PSTN,宽带网络），自建通道（RS232/485，SDI-12）
仪，总磷自动测定仪总氮自动测定仪，有害水体测试仪，水质遥测终端 或自动监测系统。
® 信息传输方式：常规5参数传感器可用水质遥测终端自动采集，其他水 质参数测试需建设自动监测系统进行监控采集水质数据，按照规定的传 输规约，通过无线或有线的传输方式发送给有关人员。 无线传输方式主要有公共信道（GPRS，CDMA，GSM，3G，卫星）, 自建信道（超短波，微波，物联短距网）。有线传输方式主要有公共通 道（电话，PSTN,宽带网络），自建通道（RS-232/485，SDI-12）
二、水文服务的范围和领域（2）
® 水生来自百度文库服务
为水生态建设提供重要支持。水文部门充分利用自身水文站网 和人员优势，积极开展水质、藻类监测和分析评价，为保护和 修复水生态系统，保障生态安全做了大量基础性工作。积极开 展水土保持监测和研究，为水土保持提供了良好服务。
® 应急抢险服务
为应对突发公共事件提供有力保障。在突发性严重水污染事件 中，连续对水量水质进行动态监测，对污染带前锋移动情况进 行滚动预报。在堰塞湖现场精确测量，准确预报，及时提供大 量水文监测数据，为夺取抢险救灾重大胜利做出突出贡献。
研究所在水文仪器科研领域占有重要地 位，许多科研产品具有国内领先水平，部 分达到国际先进水平。在水情自动测报、 防汛预警预报、闸门与泵站调度监控、水 环境监测与水资源监控管理、大坝安全监 测、灌区信息化、水土保持监测等高新技 术的研究与应用方面，正与国际先进水平 同步发展。
现设有水情遥测、大坝安全监测、水文监测、水资源管理与水生态 监测、研发中心及防汛设备厂等科研开发部门，在深圳、重庆、拉 萨和乌鲁木齐等地设有办事处。另外，水利部水文水资源监控工程 技术研究中心依托在研究所，江苏省水利学会水利自动化专业委员 会挂靠在研究所。主办并出版发行水利部《水利信息化》期刊。
四.水文自动监测仪器及方式（7）
水质
® 采集的信息：水温、pH值、溶解氧、电导率、浊度、总磷、氨氮、总氮 、COD等
® 采集方式方法及技术： 人工采集：选择合适的水体，通过人工操作采集水样，通过实验室法读取
以上水质数据并记录。 自动采集：通过土壤含水量仪器自动在线采集土壤含水量数据，自动发送
给有关人员。 ® 人工采集水质的设备：采土刀，存土罐，负压土壤含水量测试仪 ® 自动采集水质的设备：常规5参数传感器，COD测定仪，氨氮自动测定
四.水文自动监测仪器及方式（6）
土壤含水量
® 采集的信息：土壤含水量 ® 采集方式方法及技术： 人工采集：选择合适的样本，通过人工操作采集土样，通过实验室
法读取土壤含水量数据并记录。 自动采集：通过土壤含水量仪器自动在线采集土壤含水量数据，自
动发送给有关人员。 ® 人工采集土壤含水量的设备：采土刀，存土罐，负压土壤含水量
三、各种服务对监测自动化的要求（3
）
®自动化系统数据采集流程的不同
2）集中分发结构
监测数据——中心站——分中 心——中心站。中心站集中收 数，分发分中心站，分中心站 校核存储上传——中心站存储
现在的水资源管理系统和部分水 文遥测系统，防汛遥测系统采 用此结构。优点是系统整体性 、扩展性好，易开发和管理。 缺点是，需要建立在网络的通 信可靠，标准规范统一，这些 都是需要有一定的基础。 这种总体结构上的确定是非常重 要的，一般是以国家和省为单 位进行总体设计和规划的。因 此要慎重和周全。
® 对监测参数的不同要求
1）水文对水位，流量和雨量的要求 2）防汛抗旱对水位，流量和雨量的要求 3）水资源管理对水位，流量和雨量的要求 4）水生态对水文参数的要求
针对以上各种服务对水文参数监测的不同，我们要 客观地，有的放矢对监测参数的精度、时间和频度 定位。对于有多种服务需求的参数监测要做好调研 和协调，合理解决好为不同服务的兼容性，解决好 不同皮的问题。防止出现重复建设。
量计，雨量雪量计，雨量遥测终端
® 信息传输方式：雨量遥测终端自动采集雨（雪）量传感器，转换 成实时或时段降雨量数据，按照规定的传输规约，通过无线或有 线的传输方式发送给有关人员。无线传输方式主要有公共信道（ GPRS，CDMA，GSM，3G，卫星）,自建信道（超短波，微波 ，物联短距网）。有线传输方式主要有公共通道（电话，PSTN, 宽带网络），自建通道（RS-232/485，SDI-12）
器，现地监控装置，远程监控装置，通过闸前、后水位和闸门开度与过 闸流量的关系，推导出过闸流量。
主讲内容
® 水文监测自动化现状 ® 水文服务的范围和领域 ® 各种服务对监测自动化的要求 ® 水文自动监测仪器及方式 ® 自动监测系统发展特点 ® 水文监测自动化发展趋势 ® 如何做好水文监测自动化 ® 介绍研究项目
一、水文监测自动化现状
® 水文自动测报系统的三个阶段
1） 初级阶段 2） 发展阶段 3） 网络化阶段
测试仪 ® 自动采集土壤含水量的设备：频域土壤含水量传感器，时域土壤
含水量传感器，电容式土壤水分传感器，同位素土壤水分传感器 ，土壤含水量遥测终端
® 信息传输方式：土壤含水量遥测终端自动采集土壤含水量数据， 按照规定的传输规约，通过无线或有线的传输方式发送给有关人 员。 无线传输方式主要有公共信道（GPRS，CDMA，GSM，3G， 卫星）,自建信道（超短波，微波，物联短距网）。有线传输方式 主要有公共通道（电话，PSTN,宽带网络），自建通道（RS232/485，SDI-12）
® 信息传输方式：含沙量遥测终端自动采集含沙量数据，按照规定 的传输规约，通过无线或有线的传输方式发送给有关人员。
无线传输方式主要有公共信道（GPRS，CDMA，GSM，3G， 卫星）,自建信道（超短波，微波，物联短距网）。 有线传输方式主要有公共通道（电话，PSTN,宽带网络），自建 通道（RS-232/485，SDI-12）
四.水文自动监测仪器及方式（2）
水位
® 采集的信息：水位 ® 采集方式方法及技术： 人工采集：通过观测读取水位尺数据，转换成水位值并记录。 自动采集：通过水位计自动采集水位相对数据，转换成水位值，自
动发送给有关人员。 ® 人工采集水位的设备：水位尺 ® 自动采集水位的设备：浮子式水位计，超声波水位计，雷达水位
多年来围绕水利现代化和信息化建设，从信息采集处理到自动 化系统集成等技术中的重点、难点、热点问题入手，开展了一 系列深入研究和应用开发，承担了各种具有全局性、方向性、 公益性、关键性的重大科研项目，取得了显著成就。
在我国现代水利发展史上占有特殊重要的地位，是我国水利现代 化建设的国家队。
南京水利水文自动化研究所
波流速仪 ® 自动采集流量的设备：声学时差法流量计，声学多普勒剖面仪，
自动缆道测流装置，堰槽流量计，流量遥测终端。
® 信息传输方式：流量遥测终端自动采集流速或流量数据，也可以 采集水位数据，利用水位比降法计算流速和流量，按照规定的传 输规约， 通过无线或有线的传输方式发送给有关人员。无线传输方式主要 有公共信道,自建信道。有线传输方式主要有公共通道，自建通道
四.水文自动监测仪器及方式（4）
含沙量
® 采集的信息：含沙量 ® 采集方式方法及技术： 人工采集：按照水体含沙量测试要求，通过人工操作采集水样，通
过实验室法读取含沙量数据并记录。 自动采集：通过含沙量仪器自动在线采集含沙量数据，自动发送给
有关人员。 ® 人工采集含沙量的设备：皮囊式采样器，缆道采样 ® 自动采集含沙量的设备：振动式含沙量测量仪，含沙量遥测终端
® 水利信息化促进水文自动化
数字水文站 水库高水位运行
二、水文服务的范围和领域（1）
® 水文服务
水文是水利和经济社会发展的重要支撑。水文既是一项传统的 专业性工作，又是一项与经济社会发展密切相关的基础性工作。 设立专用水文站、水位站和雨量站，精心测量计算，科学分析 评估，及时提供基础数据和预测预报信息。在收集水文基本资 料，在为水利工程规划、设计、施工和运行中发挥了重要作用。
四.水文自动监测仪器及方式（3）
流量
® 采集的信息：流量 ® 采集方式方法及技术： 人工采集：按照流量测试要求，通过人工操作流速仪或电波流速仪
，读取流速数据并记录。可根据河道断面积和时间转换流量值。 自动采集：通过流量采集仪器自动采集流速或流量数据，自动发送
给有关人员。 ® 人工采集流速（流量）的设备：转子流速仪，缆道测流装置，电
四. 水文自动监测仪器及方式（1）
降水量
® 采集的信息：降雨量，降雪量 ® 采集方式方法及技术： 人工采集：通过雨量器收集降雨，读出或记录各时段雨量值 自动采集：通过自动雨量计收集和计算实时或时段雨量，也可自动
将降雪转换成降雨量，并将雨量数据自动发送给有关人员。
® 人工采集雨量的仪器：雨量器，自记式雨量计，虹吸式雨量计。 ® 自动采集雨量的仪器：翻斗式雨量计，称重式雨量计，浮子式雨
® 防汛抗旱服务
为防汛抗旱提供重要支撑和保障。水文部门根据防汛抗旱工作 的新形势、新要求，不断加强水情、雨情、墒情、地下水等方 面的监测和预测预报工作，着力为防汛抗旱指挥调度提供准确、 及时的信息服务。
® 水资源管理服务
为水资源管理提供科学依据。积极开展水功能区监测、水源地水质监 测、地下水动态监测、水量水质综合评价等，为水资源保护做出了重 要贡献。
四.水文自动监测仪器及方式（5）
蒸发量
® 采集的信息：蒸发量 ® 采集方式方法及技术： 人工采集：按照蒸发量测试要求，人工操作通过蒸发皿采集蒸发量
数据并记录。 自动采集：通过自动蒸发量仪自动在线采集蒸发量数据，自动发送
给有关人员。 ® 人工采集蒸发量的设备：蒸发皿，量测设备 ® 自动采集蒸发量的设备：自动蒸发量仪，蒸发量遥测终端