水利信息监测及水利信息化

前言

第1章 绪论 1

1.1 水利信息化的目的和意义 1

1.2 水利信息监测的重要性 2

1.3 水利信息监测的现状及发展趋势 4

1.4 河长制与水利信息化 5

1.5 水利大数据 8

1.6 参考的国家标准和行业规定 9

第2章 水利信息传感器相关参数及检测原理 11

2.1 基本仪器参数 11

2.1.1 线性度 11

2.1.2 滞后 14

2.1.3 不重复性 14

2.1.4 分辨力与准确度 15

2.1.5 精度 15

2.1.6 漂移 16

2.1.7 稳定性 16

2.2 误差分析及数据处理 17

2.2.1 测量误差的基本概念 17

2.2.2 测量误差的表示方法 17

2.2.3 各种误差的分类及数据处理方法 19

2.3 常用传感器的类型和基本原理 20

2.3.1 差动电阻式传感器 20

2.3.2 电容式传感器 23

2.3.3 电感式传感器 25

2.3.4 振弦式传感器 29

2.3.5 电位器式传感器 31

2.3.6 电感式传感器 32

2.4 本章小结 34

第3章 地表水情信息监测 35

3.1 水情测报系统在国内外的发展现状 35

3.1.1 水情测报系统在国外的发展现状 35

3.1.2 水情测报系统在国内的发展现状 37

3.1.3 现有水情测报系统问题分析 38

3.2 监测项目与分析方法 39

3.2.1 监测项目选择原则 39

3.2.2 监测项目分类 40

3.2.3 分析方法 41

3.3 水情传感器及其原理 41

3.3.1 水位传感器 41

3.3.2 雨量传感器 43

3.3.3 流速与流量测量传感器 44

3.3.4 蒸发量测量 46

3.3.5 含沙量测量 48

3.3.6 冰层厚度测量 53

3.4 地表水情监测的主要传感器及参数 55

3.4.1 水位计 55

3.4.2 雨量计 57

3.5 地表水环境质量标准 58

3.5.1 范围 58

3.5.2 引用标准 59

3.5.3 水域功能和标准分类 62

3.5.4 标准值 63

3.5.5 水质评价 63

3.5.6 水质监测 63

3.5.7 标准的实施与监督 66

3.6 本章小结 71 2100433B

本书主要介绍了水利信息监测仪器类型及原理，探讨了地表水和地下水的水情信息监测方法及仪器；研究了水利信息分类与编码规范化。力求做到内容丰富、简洁实用，便于读者对知识的理解、掌握和应用。

本书共八章，包括水利信息传感器相关参数及检测原理、地表水情信息监测、地下水水情、水质检测、滑坡监测技术及设备、渗流监测、水利信息标准化研究与编码设计、农田智能灌溉信息化系统应用案例等。

本书可作为水利信息监测和水利信息化系统设计类相关技术人员的参考书和自学用书。

内容介绍

《水利信息化标准指南(一)》主要由水利信息化标准和现行法律、法规等组成，是编制水利信息化标准长期规划和年度计划的主要依据。本指南适用于水利信息化标准的编制与管理工作，对于开展水利信息化工作具有重要的指导作用。

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经主管单位水利部和新闻出版总署的批准，自2010年4月起《水利水文自动化》更名为《水利信息化》，指导单位为水利部信息化工作领导小组办公室，主办单位为水利部南京水利水文自动化研究所。更名后的《水利信息化》杂志以服务水利行业信息化建设为宗旨，紧紧围绕水利信息化建设的主要任务，权威发布水利信息化建设政策、法规和标准，及时介绍水利信息化建设的经验和成果，介绍国内外信息化建设现状及信息技术发展趋势，敏锐追踪信息化建设热点、难点和焦点，推动信息化技术在水利行业的应用，促进水利现代化水平的快速提升。加强水利信息化的宣传工作，传达水利信息化政策，普及信息化知识，促进水利信息化理论研究和学术交流。

唐山平升DATA86水文监测系统适用于水文部门对江、河、湖泊、水库、渠道和地下水等水文参数进行实时监测，监测内容包括：水位、流量、流速、降雨（雪）、蒸发、泥沙、冰凌、墒情、水质等。DATA-9201水文监测系统采用无线通讯方式实时传送监测数据，可以大大提高水文部门的工作效率。

信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业优化升级和实现工业化、现代化的关键环节。水利信息化就是指充分利用现代信息技术，深入开发和广泛利用水利信息资源，包括水利信息的采集、传输、存储、处理和服务，全面提升水利事业活动效率和效能的历史过程。

水利信息化可以提高信息采集、传输的时效性和自动化水平，是水利现代化的基础和重要标志。为适应国家信息化建设、信息技术发展趋势、流域和区域管理的要求，大力推进水利信息化的进程，全面提高水利工作科技含量，是保障水利与国民经济发展相适应的必然选择。水利信息化的目的是提高水利为国民经济和社会发展提供服务的水平与能力。

水利信息化建设要在国家信息化建设方针指导下，适应水利为全面建设小康社会服务的新形势，以提高水利管理与服务水平为目标，以推进水利行政管理和服务电子化、开发利用水利信息资源为中心内容，立足应用，着眼发展，务实创新，服务社会，保障水利事业的可持续发展。

通常水利部门应当及时向社会提供有价值的水文水利信息，包括雨情信息、汛旱灾情信息、水质水量信息、水利工程信息等。这些信息资源可以直接为政府及水利行政决策部门进行防洪抗旱、水资源的开发利用以及水资源的管理决策提供支持。

各类水库、水利枢纽是水利行业的重要管理节点，水库、水利枢纽的信息化建设是水利信息化的重要基础之一。

水库、水利枢纽信息化建设要从全局的高度规划枢纽的组织机构、业务流程、人财物资源，要设计建设具有开放性的信息化集成平台，实现信息共享和业务流程优化，提高枢纽管理水平、运行调度水平、装备自动化水平、防洪抗旱调度决策水平，使水利枢纽技术水平和管理水平得到提升。

水利信息化的首要任务是在全国水利业务中广泛应用现代信息技术，建设水利信息基础设施，解决水利信息资源不足和有限资源共享困难等突出问题，提高防汛减灾、水资源优化配置、水利工程建设管理、水土保持、水质监测、农村水利水电和水利政务等水利业务中信息技术应用的整体水平，带动水利现代化。

2011年的中央一号文件吹响了全面加快水利建设的新号角。各地纷纷表示，“十二五”期间将加大水利投入，其中，福建、广东等地水利投资超千亿，而河南水利投资较“十一五”更猛增6倍。从各地水利“十二五”规划透露出的信息可以看出，在政策利好刺激下，区域性水利工程发展必将加速。目前我国城市化水平为30%，城市人口3.7亿，预计2030年左右，城市化水平可能达到60%，城市人口将增加到9.6亿左右。因此，城市和工业节水是今后节水的重点。必须进一步调整产业结构和工业布局，大力开发和推广节水器具和节水的工业生产技术，创建节水型工业和节水型城市，力争将城市人均综合用水量控制在160m3/年以内。同时，必须加大污染防治力度，2010和2030年城市污水的有效处理率达到50%和80%以上，使水环境有明显改善。

《规划》明确提出了“十二五”水利改革发展的总体思路，从防汛抗旱减灾、水资源合理配置和高效利用、水资源保护和河湖健康、体制机制和制度等四个方面提出了“十二五”水利改革发展的目标。主要指标包括洪涝灾害和干旱灾害年均经济损失占同期GDP的比重分别降低到0.7%和1.1%以下，新增供水能力400亿立方米左右，全面解决农村饮水安全问题，全国万元GDP用水量和万元工业增加值用水量分别降低30%。农业灌溉用水有效利用系数提高到0.53，重要江河湖库水功能区主要水质达标率提高到60%，新增水土流失综合治理面积25万平方公里等。以上指标中，万元工业增加值用水量降低30%为“十二五”国家经济社会发展约束性指标，农业灌溉用水有效利用系数提高到0.53为“十二五”国家经济社会发展预期性指标。

根据电力“十二五”规划，2015年全国常规水电装机预计2.84亿千瓦左右，2020年全国水电装机预计达3.3亿千瓦左右。2015年，抽水蓄能电站规划装机容量4100万千瓦左右，2020年6000万千瓦左右。水利未来十年投资总额将达4万亿，即年均达4000亿元。相比2010年的全国水利建设总投资2000亿元将高出一倍。两部委重申“土地出让收益10%用于农田水利”到2015年，将完成5000条左右中小河流的重要河段治理任务，面积大约200至3000平方公里；基本完成其余小Ⅱ型水库除险加固任务；基本解决山洪地质灾害防治等突出问题。力争通过5年到10年努力，从根本上扭转水利建设明显滞后局面。到2020年，基本建成防洪抗旱减灾体系、水资源合理配置和高效利用体系、水资源保护和河湖健康保障体系、有利于水利科学发展的体制机制和制度体系。