课件4-水文测验方法(设施)
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国外水文测验设施与方法
• 美国水文站建设如何？ • 测站如何运行管理？流量测次如何布设？测验 规范规定与我国有哪些差异？ • 国外水文测验设施设备（以美、德、英等国家 为例介绍水文站的测验设施设备)—如巡测车、 缆道、测船、测流堰、水文观测平台是啥样子？ 对我国有何借鉴作用？
国 外 水 文 测 验 技 术
结冰 灯加热、加矿物油 淤积 进水管加泵、开挖
国 外 水 文 测 验 技 术
德国浮子式Leabharlann Baidu位计
The float-operated Thalimedes Shaft Encoder with integral data logger is designed for continuous, unattended monitoring of waterlevel in ground- and surface water. 浮子水位计、编码器、电子记录设备，可连续记录地表和地下水位。 Thalimedes is the ideal solution for the combination with conventional mechanical chart recorders (different makes) - a cost effective upgrade from a mechanical system to digital technology. In situ comparison between the conventional chart recorder principle and the new digital technology allows easy training.
国 外 水 文 测 验 技 术
•
•
Stream-gaging station at Ashuelot River in West Swanzey, N.H. （New Hampshire 美国新罕布什尔州）
Oregon 俄勒冈州
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
Gaging station on the Little Walker River in Nevada
捷克斯洛伐克stream gauge at Morava river in Moravský Svätý Ján, Slovakia.
国 外 水 文 测 验 技 术
复合堰测流 combination weir
Zimbabwe 津巴布韦
国 外 水 文 测 验 技 术
马来西亚
国 外 水 文 测 验 技 术
水质 ● 电导率、PH 值、温度、 ORP、溶解氧、浊度 ● 叶绿素、蓝藻 国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
1.3 英国水文站
over 2500 sites across England and Wales. Some sites measure river level and river flow, while others measure river level only 英国2500个水 文水位站 测流堰
no plugs - > not sensitive to humidity or dust, insects, broken pins, ... 1.5 V DC power supply (commercial C-type cell) ensures a system-operation for up to 15 months. User replaceable, no tools needed.
用两束水平超声波通过多普勒原理进行测量 最大宽度80m ，量 程：± 10 m/s，精 度： 读数的1% 或± 0. 5 cm/s
气象
● 风速和风向 ● 空气温度、湿度和气压 ● 太阳能辐射
OTT全自动水文监测站技术指标： 机械部分说明 － 固定架：U 面固定架，底座 100DIN1026-StZn；1.7 米 － 铝制天线杆；阳极化； 直径：70mm × 5mm； 天线杆末端的支架 用于安装天线和太阳能电池板 － 防护外壳；GFK 塑料； 275 × 300 × 540mm； 1.4301 不锈钢附属元件组；防洪 － 总高度：4.2 米
in Hawaii
国 外 水 文 测 验 技 术
数据采集平台 (DCP)
水 位 计、 仪器 室 、 静 水 井、 卫星 数 据 传输设备 、蓄 电 池 组 和 太阳 能电 池 组 构 成 数据 采集 平 台 (Data collection platform 简称 DCP) 。DCP可实现现场水 文 数 据的 实时 自 动 采 集 和向 各用 户 可 及 时 发送 连续 的 水 文监测信息。 图为浮子水位计
The inbuilt buffered data logger offers many features like event controlled recording (storage delta), 1 minute … 24 hour storage interval etc. Data downloading or configuration can easily be done in the office or at site directly via IBMcompatible notebooks, palmtops or with our rugged VOTA Multifunctional Field Unit. RS232 output / SDI12 interface for remote control and data transmission via serial modem (land line), GSM (cellular), … Proven OTT - quality at an unmatched cost-effective ratio! For solo-operation or in combination with conventional mechanical chart recorders (different makes) - easy upgrade from mechnical systems to digital technology. LCD-display (instantaneous value, time, date, battery-status) easy observation function. RS232 interface for bi-directional data transfer via serial modem / GSM, radio, satellite, etc. DTR-feature for modem transmission in selectable time slots Optical IrDA-interface (infrared technology) - cable free data transfer
国 外 水 文 测 验 技 术
Gauge updated on Spring River
测洪峰流量的测站 Peak flow at Upper Gordon discharge gauge.
国 外 水 文 测 验 技 Gulch 术
1.2 德国水文测站
国 外 水 文 测 验 技 术
德国水文测站
国 外 水 文 测 验 技 术
浮子式水位计需要设立压力水位计静水井，静水井一般建在河流的陡岸边 上或桥墩上，静水井的顶部设有一个小屋以便安装仪器
国 外 水 文 测 验 技 术
Inside staff gage on Teton River near Driggs, ID.
浮子式水位计需遇到的问题及解决方案
二、水位观测 USGS测站各水文站、水位站全部 安装有自记水位仪器，水位观测由自记
仪器完成，只有校测水位计时才使用水尺。
目前正在应用的主要仪器有气泡式 压力式、压电压力式、浮子式、雷达 水位计等水位计。采用最广泛的是浮 子式和气泡式压力水位计。浮子式水 位计通过专用数据转换器进行模数转 换，输出也为数字信号。气泡式水位 计能满足恶劣环境要求，不需要建测 井，因为其只有出流杯口（节流装置） 和传输管道暴露在野外环境中，易于 安装和维护。 自记水位一般具有水位数据存贮和 满足实时水情信息传输的要求自动发 送传输功能，有的还具备自动报警功 能。
国 外 水 文 测 验 技 术
Stream Gaging Station
国 外 水 文 测 验 技 术
英国雨量站
国 外 水 文 测 验 技 术
加拿大
Water Survey of Canada
• 英国 Gauging station weir
in uk
国 外 水 文 测 验 技 术
1.4 其他国家
通信 ● GSM 调制解调器 ● 无线电 水位 ● 卫星 ● SE200 浮子水位计 ● RLS 雷达水位传感器 ● CBS 气泡原理传感器 ● PS1 压力水位计(干式陶瓷电容传感器和
微处理技术，可消除水温度或密度变化所带来 的影响。精度高达0.05mm.还可补偿重力加速度 变化所带来的影响。
流量 ● SLD 超声波流量计
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
、 一 处 过 河 缆 道 和 一 组 水 尺
也 许 这 是 一 个 测 验 设 施 最 全 的 测 站 ， 有
DCP
国 外 水 文 测 验 技 术
DCP 、 一 处 过 河 缆 道 和 一 组 水 尺
淤积 进水管加泵、开挖
国 外 水 文 测 验 技 术
Stilling well and data loggers • 英国水位观测设施——浮子水位计
国 外 水 文 测 验 技 术
Stage boards
2.2 压电式压力水位计 在河岸较缓或河流内有滩地，水位变化大的
河流不宜设立浮子式水位计时，可以设立压力式水位计。通常安装气泡式 水位计或 压电式压力式水位计。压力式水位计，一端在水中，通过一个很细 的埋入地下的管道与岸上的水计房相连。水位计房是放置仪器的专用房 屋，面积以满足能够存放仪器和工作人员能在其内检查仪器为要求，一 般仅有1—3个平方米。建房的材料有铁制和木制两种，水位计房上方有 通讯无线电和太阳能电池板，房内放置水位计和通讯设备
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
2.1 浮子式水位计
需要设立静水井，井内安装 浮子水位计，并设立一组直 立水尺，以便较核仪器时观 测水位。静水井一般建在河 流的陡岸边或桥墩上，静水 井的顶部设有一个不足 1m2 的 仪器室。目前笔记式和穿孔 式的浮子水位计已很少使用 ，大多数浮子水位计采用数 模转换器直接将机械模拟信 号转换为数字信号，并利用 电子技术存储记录数据，采 用卫星通讯方式将观测数据 实时的传送到外业办公室。
• 一、发达国家的水文站
国 外 水 文 测 验 技 术
1.1美国的水文站
美国水文站与我国差别 很大，美国水文测验采用巡 测，水文站的概念与我国不 同，其“测站”用“测验断 面”也许更准确。美国的测 站很少有固定设施，不象我 国的测站有各种用途的站房 （宿舍、办公室、食堂、活 动室、会议室、餐厅、车库 、仓库等）、观测房、观测 道路、供电线路和设备、通 讯线路和设备、观测场、供 排水设施、断面设施、各种 测验设施，特别是一些测站 不仅有机动船测船还有吊船 吊、船缆道、悬索缆道、吊 箱等多种测验设施。
Staff gage with stages well above zero at low flow on Falls River near Ashton,
Wire weight gage on Payette River near Letha, ID. Note weight, the bottom of which is used to indicate the water surface
• 美国水文站建设如何？ • 测站如何运行管理？流量测次如何布设？测验 规范规定与我国有哪些差异？ • 国外水文测验设施设备（以美、德、英等国家 为例介绍水文站的测验设施设备)—如巡测车、 缆道、测船、测流堰、水文观测平台是啥样子？ 对我国有何借鉴作用？
国 外 水 文 测 验 技 术
结冰 灯加热、加矿物油 淤积 进水管加泵、开挖
国 外 水 文 测 验 技 术
德国浮子式Leabharlann Baidu位计
The float-operated Thalimedes Shaft Encoder with integral data logger is designed for continuous, unattended monitoring of waterlevel in ground- and surface water. 浮子水位计、编码器、电子记录设备，可连续记录地表和地下水位。 Thalimedes is the ideal solution for the combination with conventional mechanical chart recorders (different makes) - a cost effective upgrade from a mechanical system to digital technology. In situ comparison between the conventional chart recorder principle and the new digital technology allows easy training.
国 外 水 文 测 验 技 术
•
•
Stream-gaging station at Ashuelot River in West Swanzey, N.H. （New Hampshire 美国新罕布什尔州）
Oregon 俄勒冈州
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
Gaging station on the Little Walker River in Nevada
捷克斯洛伐克stream gauge at Morava river in Moravský Svätý Ján, Slovakia.
国 外 水 文 测 验 技 术
复合堰测流 combination weir
Zimbabwe 津巴布韦
国 外 水 文 测 验 技 术
马来西亚
国 外 水 文 测 验 技 术
水质 ● 电导率、PH 值、温度、 ORP、溶解氧、浊度 ● 叶绿素、蓝藻 国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
1.3 英国水文站
over 2500 sites across England and Wales. Some sites measure river level and river flow, while others measure river level only 英国2500个水 文水位站 测流堰
no plugs - > not sensitive to humidity or dust, insects, broken pins, ... 1.5 V DC power supply (commercial C-type cell) ensures a system-operation for up to 15 months. User replaceable, no tools needed.
用两束水平超声波通过多普勒原理进行测量 最大宽度80m ，量 程：± 10 m/s，精 度： 读数的1% 或± 0. 5 cm/s
气象
● 风速和风向 ● 空气温度、湿度和气压 ● 太阳能辐射
OTT全自动水文监测站技术指标： 机械部分说明 － 固定架：U 面固定架，底座 100DIN1026-StZn；1.7 米 － 铝制天线杆；阳极化； 直径：70mm × 5mm； 天线杆末端的支架 用于安装天线和太阳能电池板 － 防护外壳；GFK 塑料； 275 × 300 × 540mm； 1.4301 不锈钢附属元件组；防洪 － 总高度：4.2 米
in Hawaii
国 外 水 文 测 验 技 术
数据采集平台 (DCP)
水 位 计、 仪器 室 、 静 水 井、 卫星 数 据 传输设备 、蓄 电 池 组 和 太阳 能电 池 组 构 成 数据 采集 平 台 (Data collection platform 简称 DCP) 。DCP可实现现场水 文 数 据的 实时 自 动 采 集 和向 各用 户 可 及 时 发送 连续 的 水 文监测信息。 图为浮子水位计
The inbuilt buffered data logger offers many features like event controlled recording (storage delta), 1 minute … 24 hour storage interval etc. Data downloading or configuration can easily be done in the office or at site directly via IBMcompatible notebooks, palmtops or with our rugged VOTA Multifunctional Field Unit. RS232 output / SDI12 interface for remote control and data transmission via serial modem (land line), GSM (cellular), … Proven OTT - quality at an unmatched cost-effective ratio! For solo-operation or in combination with conventional mechanical chart recorders (different makes) - easy upgrade from mechnical systems to digital technology. LCD-display (instantaneous value, time, date, battery-status) easy observation function. RS232 interface for bi-directional data transfer via serial modem / GSM, radio, satellite, etc. DTR-feature for modem transmission in selectable time slots Optical IrDA-interface (infrared technology) - cable free data transfer
国 外 水 文 测 验 技 术
Gauge updated on Spring River
测洪峰流量的测站 Peak flow at Upper Gordon discharge gauge.
国 外 水 文 测 验 技 Gulch 术
1.2 德国水文测站
国 外 水 文 测 验 技 术
德国水文测站
国 外 水 文 测 验 技 术
浮子式水位计需要设立压力水位计静水井，静水井一般建在河流的陡岸边 上或桥墩上，静水井的顶部设有一个小屋以便安装仪器
国 外 水 文 测 验 技 术
Inside staff gage on Teton River near Driggs, ID.
浮子式水位计需遇到的问题及解决方案
二、水位观测 USGS测站各水文站、水位站全部 安装有自记水位仪器，水位观测由自记
仪器完成，只有校测水位计时才使用水尺。
目前正在应用的主要仪器有气泡式 压力式、压电压力式、浮子式、雷达 水位计等水位计。采用最广泛的是浮 子式和气泡式压力水位计。浮子式水 位计通过专用数据转换器进行模数转 换，输出也为数字信号。气泡式水位 计能满足恶劣环境要求，不需要建测 井，因为其只有出流杯口（节流装置） 和传输管道暴露在野外环境中，易于 安装和维护。 自记水位一般具有水位数据存贮和 满足实时水情信息传输的要求自动发 送传输功能，有的还具备自动报警功 能。
国 外 水 文 测 验 技 术
Stream Gaging Station
国 外 水 文 测 验 技 术
英国雨量站
国 外 水 文 测 验 技 术
加拿大
Water Survey of Canada
• 英国 Gauging station weir
in uk
国 外 水 文 测 验 技 术
1.4 其他国家
通信 ● GSM 调制解调器 ● 无线电 水位 ● 卫星 ● SE200 浮子水位计 ● RLS 雷达水位传感器 ● CBS 气泡原理传感器 ● PS1 压力水位计(干式陶瓷电容传感器和
微处理技术，可消除水温度或密度变化所带来 的影响。精度高达0.05mm.还可补偿重力加速度 变化所带来的影响。
流量 ● SLD 超声波流量计
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
、 一 处 过 河 缆 道 和 一 组 水 尺
也 许 这 是 一 个 测 验 设 施 最 全 的 测 站 ， 有
DCP
国 外 水 文 测 验 技 术
DCP 、 一 处 过 河 缆 道 和 一 组 水 尺
淤积 进水管加泵、开挖
国 外 水 文 测 验 技 术
Stilling well and data loggers • 英国水位观测设施——浮子水位计
国 外 水 文 测 验 技 术
Stage boards
2.2 压电式压力水位计 在河岸较缓或河流内有滩地，水位变化大的
河流不宜设立浮子式水位计时，可以设立压力式水位计。通常安装气泡式 水位计或 压电式压力式水位计。压力式水位计，一端在水中，通过一个很细 的埋入地下的管道与岸上的水计房相连。水位计房是放置仪器的专用房 屋，面积以满足能够存放仪器和工作人员能在其内检查仪器为要求，一 般仅有1—3个平方米。建房的材料有铁制和木制两种，水位计房上方有 通讯无线电和太阳能电池板，房内放置水位计和通讯设备
国 外 水 文 测 验 技 术
国 外 水 文 测 验 技 术
2.1 浮子式水位计
需要设立静水井，井内安装 浮子水位计，并设立一组直 立水尺，以便较核仪器时观 测水位。静水井一般建在河 流的陡岸边或桥墩上，静水 井的顶部设有一个不足 1m2 的 仪器室。目前笔记式和穿孔 式的浮子水位计已很少使用 ，大多数浮子水位计采用数 模转换器直接将机械模拟信 号转换为数字信号，并利用 电子技术存储记录数据，采 用卫星通讯方式将观测数据 实时的传送到外业办公室。
• 一、发达国家的水文站
国 外 水 文 测 验 技 术
1.1美国的水文站
美国水文站与我国差别 很大，美国水文测验采用巡 测，水文站的概念与我国不 同，其“测站”用“测验断 面”也许更准确。美国的测 站很少有固定设施，不象我 国的测站有各种用途的站房 （宿舍、办公室、食堂、活 动室、会议室、餐厅、车库 、仓库等）、观测房、观测 道路、供电线路和设备、通 讯线路和设备、观测场、供 排水设施、断面设施、各种 测验设施，特别是一些测站 不仅有机动船测船还有吊船 吊、船缆道、悬索缆道、吊 箱等多种测验设施。
Staff gage with stages well above zero at low flow on Falls River near Ashton,
Wire weight gage on Payette River near Letha, ID. Note weight, the bottom of which is used to indicate the water surface