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 technology 2 u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。 3 u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。 4 u使用教材使用教材 水信息技术，

2、谢悦波，2009/1 ，第一版。 u参考书参考书 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、

3、水信息技术二、水信息技术 hydrologic information technology 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。 9 l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 10 1、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

4、，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。 11 2、水文测验方法的研究、技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。 12 3、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、

5、波浪等观测。 13 4、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。 14 5、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

6、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 yearbook 18 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

7、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 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；

8、21 四、水文自动测报系统四、水文自动测报系统 automatic system of hydrologic data 1、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、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

9、：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

10、 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

11、，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。 30 u 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

12、 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。 33 u 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