水文监测的设备都有哪些?
2023年02月22日 17:27
水文监测是指为了满足国家、社会、经济发展和生态环境保护等方面的需求,在水文科学理论指导下,应用先进技术手段,对河流水文要素进行观测、收集和处理的过程。水文监测的种类较多,根据其采集的内容不同分为几种。主要包括:流量监测、泥沙监测和水质监测。不同类型的水文监测设备,其功能及适用环境也有所不同。
根据设备不同,可以分为水位、流量、泥沙及水质等不同类型的监测设备。下面我们来了解一下吧。
一、水位
水位是河流中水位的量测方法,是河流中水的高度,常用的水位测量方法有:(1)流速仪法,使用流速仪测量河流中水的流速,然后根据流速与水高之间的关系计算出水位;(2)水位计法,使用水位计测量河流中水的高度;(3)雷达水位计法,使用雷达测量河流中水的高度,再根据雷达和激光测距仪之间的距离计算出水深;(4)超声波遥测技术,通过超声波发射、接收并转换成电信号,再将这些信号传送到遥测中心处理得到河流中水的高度。常用传感器主要有:(1)浮子式传感器(2)压水式传感器(3)超声波式传感器(4)密度计。
根据用途不同,可以分为水位观测设备、洪水预警设备、水文数据采集设备等。
二、流量
流量监测主要包括:水文测流和水文遥测两大类。其中,水文测流是通过水位、水温、流速、流量等要素的变化来获取流量信息。水文遥测是通过遥测设备将河流中的水流量信息传输至数据中心,经处理后显示于显示器上。由于需要传输的信息量较大,因此,水文遥测设备通常有两种:一种是数字型的,即可以用来测量流量,另一种是模拟型的,即可以通过模拟信号传输流量信息。
在我国河流水文监测中,流量监测使用较多的仪器设备是水力要素遥测仪。随着物联网技术的发展,出现了一些新型设备,如激光雷达流量计。这种设备具有精度高、体积小、成本低等优点,特别适用于野外作业和特殊环境下的监测。
三、泥沙
泥沙是河流中的固体颗粒,主要由泥沙、小粒径岩石和有机物质组成。由于泥沙本身具有一定的流动性,能在河道中流动,所以在河流中泥沙以悬移质方式存在,并可随水流流动而移动。悬移质的特性是:比重大、流速快、惯性大;颗粒较小,容易被水流带走。据测定,天然河流中的悬移质含量一般在15%~30%之间(一般采用天然河道实测含沙量)。
根据悬移质与颗粒形状的不同,可将悬移质分为粗颗粒泥沙、细颗粒泥沙和粉状泥沙3种。根据颗粒形状可分为圆形颗粒、形状不规则颗粒和异形颗粒3类。根据粒径的大小,可以将悬移质分为细砂、中砂和粗沙3类。在实际中,可根据不同情况选用不同的测量方法,如:悬移质过槽测量法、悬移质过河测量法、悬移质输沙测量法、悬移质含沙量测量法等。因此,可以通过使用不同类型的仪器设备对悬移质和颗粒形状进行有效地观测。
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