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。

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**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 第4章 地下水水情72 4.1 水资源专题业务数据72 4.2 地下水水位监测72 4.2.1 地下水水位的监测要求72 4.2.2 地下水水位的监测方法和仪器73 4.2.3 国内外地下水监测仪器的比较77 4.2.4 地下水位监测仪器的应用与厂家79 4.3 地下水水质、污染及监测项目80 4.3.1 地下水水质监测要求80 4.3.2 地下水水质的监测方法和设备80 4.3.3 国内外地下水水质监测仪器的应用与厂家83 4.3.4 监测项目与分析方法84 4.4 地下水水温监测方法和仪器96 4.4.1 地下水水温监测要求96 4.4.2 地下水水温的监测方法和仪器96 4.4.3 国内外地下水水温监测仪器的比较97 4.4.4 地下水水温监测仪器的应用97 4.5 地下水出水量监测97 4.5.1 泉水出流流量测量97 4.5.2 水泵抽水量流量测量98 4.5.3 地下水出水量监测仪器的应用98 4.6 地下水流速流向的监测调查方法98 4.7 地下水监测资料的收集、记录和传输99 4.7.1 地下水监测资料的收集与记录99 4.7.2 地下水监测资料的遥测传输(数传仪)99 4.7.3 国内外地下水监测资料的记录和传输仪器比较101 4.7.4 地下水数据传输存储设备的应用102 4.8 地下水监测井布设103 4.8.1 地下水监测井布设原则103 4.8.2 布设地下水监测井地区104 4.8.3 布井前资料收集104 4.8.4 地下水对照监测井布设要求104 4.8.5 地下水控制监测井布设要求105 4.8.6 缺乏资料时的监测井布设105 4.8.7 地下水功能区监测井布设要求106 4.8.8 地下水监测井布设密度106 4.8.9 地下水二级水功能区水质监测井布设密度规定107 4.9 地下水样品采集107 4.9.1 采样时间与频次107 4.9.2 地下水功能区采样时间与频次108 4.9.3 采样器与样品容器108 4.9.4 采样方法与注意事项109 4.9.5 采样质量保证与质量控制109 4.9.6 样品保存110 4.10 本章小结110 第5章 水质检测111 5.1 水质检测的国内外现状111 5.1.1 水质检测国外现状111 5.1.2 水质检测国内现状112 5.1.3 水质监测实施阶段普遍面临的问题113 5.2 水质监测的意义114 5.2.1 制定水环境保护标准114 5.2.2 为水环境保护提供基础114 5.3 水质分析指标114 5.4 水质采样要求及监测项目表116 5.4.1 水质采样井布设原则、方法和要求简介116 5.4.2 地下水水质监测的方法和设备116 5.5 水质检测项目及仪器118 5.5.1 地表水及地下水监测项目列表118 5.5.2 水质检测项目分析方法119 5.6 水质检测对象及仪器介绍126 5.6.1 理化指标检测及仪器介绍126 5.6.2 无机阴离子检测及仪器129 5.6.3 营养盐及有机指标检测131 5.6.4 金属含量检测135 5.6.5 微生物检测及仪器介绍137 5.6.6 有机污染物检测140 5.6.7 抗生素含量检测及仪器144 5.7 本章小结146 第6章 滑坡监测技术及设备147 6.1 滑坡监测技术现状147 6.1.1 形变位移监测147 6.1.2 物理场监测148 6.1.3 地下水监测149 6.1.4 外部触发因素监测149 6.2 外部形变监测150 6.2.1 外部形变监测的主要内容150 6.2.2 外部形变监测的常用仪器设备151 6.3 内部形变监测151 6.3.1 内部形变监测的主要内容151 6.3.2 内部形变监测布置及常用仪器设备152 6.4 滑坡监测的主要传感器及参数154 6.4.1 GPS与全站仪154 6.4.2 测斜仪156 6.4.3 裂缝计158 6.4.4 孔隙水压力计160 6.4.5 滑坡区域视频监控设备161 6.4.6 数据采集仪163 6.5 本章小结166 第7章 渗流监测167 7.1 概述167 7.1.1 监测内容167 7.1.2 国内外现状168 7.2 渗流监测的布置要求168 7.2.1 坝体、坝基169 7.2.2 绕坝渗流169 7.2.3 边坡工程与地下洞室169 7.2.4 渗流量监测与水质分析170 7.3 渗流压及其地下水水位监测171 7.3.1 渗流压测量相关规定171 7.3.2 渗流压测量原理171 7.3.3 地下水水位监测内容及原理175 7.4 渗流量监测177 7.4.1 观测方法及设施177 7.4.2 安装埋设178 7.4.3 观测与计算179 7.5 本章小结182 第8章 水利信息标准化研究与编码设计183 8.1 水利信息分类与编码标准化分析183 8.1.1 信息分类原则183 8.1.2 信息分类方法185 8.2 水利信息基础数据库表结构设计187 8.2.1 表设计187 8.2.2 标识符命名188 8.2.3 表标识和字段标识189 8.3 水利信息基础数据库字段类型及长度189 8.3.1 字符串型190 8.3.2 数值型190 8.3.3 日期时间型190 8.3.4 布尔型190 8.4 水利信息监测数据191 8.4.1 雨水情监测信息类数据属性191 8.4.2 取用水信息类数据192 8.4.3 水质监测评价信息类数据193 8.4.4 工情监测信息类数据194 8.4.5 测站设备信息类数据195 8.5 本章小结197 第9章 农田智能灌溉信息化系统应用案例198 9.1 农田智能灌溉信息化系统应用198 9.1.1 应用背景198 9.1.2 研究意义198 9.1.3 国内外研究状况199 9.1.4 应用简介200 9.2 智慧灌溉信息感知系统设计200 9.2.1 相关传感器元器件选取200 9.2.2 主要设计流程202 9.3 水情自动测报系统的通信方式204 9.3.1 常用通信方式204 9.3.2 地下水监测工程数据通信报文规定207 9.4 农田智能灌溉可视化系统设计216 9.4.1 农田智能灌溉可视化需求216 9.4.2 应用领域217 9.4.3 可视化编程217 9.4.4 基于Qt的农田灌溉监控信息化系统217 9.5 本章小结219 参考文献220