清华大学水文信息技术绪论课件

1、1水信息技术水信息技术Hydrologic information technology2u课程性质课程性质 水信息技术先前称水文测验学。它和水文学原理、 水文预报、 水文计算与水利计算等一起，构成了水文水资源专业的核心课程。 水文学是水利的基础，而水文测验又是水文学的基础。 水情预报、水质预报、水资源评价、水工程的规划、设计、运行管理以及防汛、抗旱等都离不开水文测验的支撑。3u课程目的课程目的 通过该课程的学习，掌握水信息采集的规程与方法；掌握水文资料整编的基本原理与方法；了解水文站网相关知识；了解水文自动测报系统相关知识。4u使用教材使用教材水信息技术，谢悦波，2009/1 ，第一版。u参

2、考书参考书 水文测验学，赵自贡，2005/9，第一版 。水文信息技术，魏文秋，2003/2，第一版 。5绪绪 论论本章内容 u水信息u水信息技术u水信息技术的主要内容u水文自动测报系统6 与水有关的（如水文、气象、水力学和水文地质等方面）信息。 一、水信息一、水信息 hydrologic information水信息水信息雨情信息水情信息地下水信息水位、流量、蓄水量等降水量等地下水的水位、埋深、流量、水质等7 在实际工作中，水信息包括水文站网、水资源监测与评价、水文监测、水质监测与评价、水文情报预报等业务。8二、水信息技术二、水信息技术 hydrologic information techn

3、ology对水信息进行搜集、处理、储存、检索的技术。 l搜集搜集 l处理处理 l储存储存 l检索检索 驻测、巡测、间测、水文调查。水文资料的整编。印成水文年鉴或建成水信息数据库。计算机查询。9l站网规划与测站设立 三、水信息技术的主要内容三、水信息技术的主要内容l水文测验方法的研究、技术标准的制订l测站上的观测（驻测）l巡测、间测、水文调查l水信息数据处理101、站网规划与测站设立、站网规划与测站设立 l站网规划站网规划l规划原则规划原则拟定和选择水文站合理布局的方案。 用最经济的站数，把各个水文站布设在恰当的位置，以掌握整个流域（或地区）的水文要素的变化规律。 112、水文测验方法的研究、技

4、术标准的制订水文测验方法的研究、技术标准的制订 研究和制定准确、及时、完整、经济地观测各水文要素和整理水文资料的方法，改进、完善原有的方法； 制订统一的水文测验时制、度量单位、精度要求、计算方法、工作程序等技术标准，使分散的各个水文测站得到的各项资料能在同一基础上进行比较和综合分析。123、测站上的观测测站上的观测 在站上观测：水位、流量、泥沙、水质、水温、冰情、降水量、蒸发量、土壤含水量、地下水位等。 若有特殊要求，另增观测项目：水库淤积、水库异重流、塌岸、波浪等观测。134、巡测、水文调查、巡测、水文调查 对无需驻测的，定期作巡测。包括枯季和冰期的流量测验，汛期跟踪洪水的测验，定期水质取样

5、等。 水文调查包括测站附近河段和以上流域内的蓄水量、引进引出水量、滞洪、分洪、决口及人类活动影响水情情况的常规调查，历史上特大暴雨洪水、枯水、暴雨的特殊调查等，这些调查所得的结果为分析还原水量、检查观测资料的质量、延长观测资料系列等提供帮助。145、水文信息数据处理、水文信息数据处理 主要内容：考证、审核原始资料，编制图表，资料合理性检查，编制整编说明书等。 按照科学的方法、统一的格式、规范的标准，对测得的水位、流量等资料进行整理、分析，加工成系统、完整、可靠的成果。 15水信息数据处理水信息数据处理16 经过处理后水信息称为整编成果，将整编成果刊印成水文年鉴或建成水信息数据库。 水信息储存的

6、目的是为了供相关生产部门检索并使用。 17水文年鉴水文年鉴 hydrological yearbook18水文年鉴水文年鉴 我国自1958年统一按流域水系编排卷册刊印。 国家布设的水文站网，其观测记录经过整编后，由主管单位逐年刊布成册，成为水文年鉴。 水文年鉴分水系、干支流及上下游，每年刊布一次，全国共分10 卷，74 册。19第1卷 黑龙江流域水文资料 共5册 第2卷 辽河流域水文资料 共4册 第3卷 海河流域水文资料 共7册 第4卷 黄河流域水文资料 共8册 第5卷 淮河流域水文资料 共7册 第6卷 长江流域水文资料 共20册 第7卷 浙闽台河流水文资料 共6册 第8卷 珠江流域水文资料

7、共10册 第9卷 藏南滇西河流水文资料 共2册 第10卷 内陆河湖水文资料 共6册 20水文年鉴中内容：水文年鉴中内容： u 资料说明部分。包括水位、水文站一览表；地下水测站一览表；降水量、水面蒸发量测站一览表；水位、水文、地下水测站分布图；降水量、水面蒸发量测站分布图等。u 正文部分。各站的水位、流量、泥沙、水温、冰凌、水化学、地下水、降水量、蒸发量、水文调查等资料。 u 水文年鉴卷册索引图；21四、水文自动测报系统四、水文自动测报系统 automatic system of hydrologic data1、水文自动测报系统、水文自动测报系统 应用遥测、遥感、现代通信、计算机技术，完成江河

8、、流域的降水量、水位、流量、闸门开度等数据的实时采集、报送和处理的系统。2、系统的主要组成、系统的主要组成遥测站 ；中心站 ； 信道。22遥测站中心站集合转发站水文自动测报系统的两种基本结构水文自动测报系统的两种基本结构23 自动收集雨量、水位等实时数据。在中心站的控制下，将数据传到中心站。l遥测站遥测站 remote telemetry station 遥测站的仪器：雨量计、水位计、编码器、数传机、电台和电源设备等。一般在有人管理、无人操作情况下进行。 24遥测站的功能框图遥测站的功能框图电源传感器编码传输控制记录/储存 信道调制、解调发送接收水文数据的测量将水文数据变换成数字信号把数字信号

9、变成载波信号把载波信号恢复成数字信号对数据的发送和接收全过程进行控制传感器编码编码传输控制传输控制调制调制解调解调25 集中各遥测站的水文数据，进行计算整理、洪水预报、水利调度。l 中心站中心站 center station 根据流域面积及部门的需要可配置多级控制中心。中心站主要设备有通信电台和计算机等。 26电源数据处理中心站的功能框图中心站的功能框图调制解调发送接收 信道传输控制解码差错控制数据储存检索报警数据显示发现和纠正数据在传输过程中发生的差错当出现水文数据超过警戒值、设备故障等异常情况时发出报警信号对水文数据整理、打印、存贮，进行预报和调度作业等差错控制差错控制数据处理报警27 连

10、接遥测站与中心站之间的传输线，有线和无线两类 。l 信道信道 information transmission channel 无线常用超短波。通信距离超过50km，或有高山阻挡时，设置中继站。 有线为专线或公用电话线。抗干扰性强，使用方便可靠。但设备成本随距离而增加，容易损坏。28 3、水文自动测报系统的设备、水文自动测报系统的设备 传感器 通信设备 遥测终端机 中继机 前置通信控制机 辅助设备 中心站配置的设备29 其它传感器。如 进行流量、含沙量、蒸发量、降雪量、土壤含水量、风向风力、气温、湿度等水文气象参数测量的传感器以及水质监测设备。 雨量传感器；水位计传感器； 类型类型 u 传感器

11、传感器（包括编码器、显示部分） 作用作用 感受被测量量，并将该量值转换成增量式、编码式、模拟量式或数字式等不同形式的输出。30u 通信设备通信设备 包括：调制解调器、收发信机、天线三种设备。u 遥测终端机遥测终端机 telemetry terminal meter 作用作用 完成水文数据采集、存贮、显示、传输控制。它与无线电台或有线信道连接，完成数据传输。31自报式终端机 self-reporting system 自报式终端机：当某一水文数据增减变化（如雨量增加1mm，水位变化1cm）时或达到设定的时间间隔时，即采集、存贮和发送数据。 查询应答式终端机polling-answer back system 混合式终端机 mixing system 类型类型32 查询应答式终端机：当中心站召测本站时，立即采集实测数据，并向中心站发送。 混合式终端机：兼有自报式和查询应答式终端机。33u 中继机中继机 relay station 中继站的核心设备。用于转发中心站的指令和遥测站的数据信号。u 前置通信控制机