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文檔簡介

水力學水文監(jiān)測規(guī)定一、總則

水力學水文監(jiān)測是水資源管理、水利工程建設(shè)和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)工作。本規(guī)定旨在規(guī)范水力學水文監(jiān)測的流程、方法和數(shù)據(jù)處理,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和實用性。

(一)監(jiān)測目的

1.獲取河流、湖泊、水庫等水體的水位、流量、流速等基本水力學參數(shù)。

2.評估水體輸水能力、水力條件及水環(huán)境變化。

3.為水利工程運行、水資源調(diào)度和防災減災提供科學依據(jù)。

(二)監(jiān)測范圍

1.自然河流與人工渠道。

2.水庫、塘壩等蓄水工程。

3.排水系統(tǒng)及城市雨水管網(wǎng)。

二、監(jiān)測設(shè)備與儀器

水力學水文監(jiān)測需使用專業(yè)設(shè)備,確保測量精度和穩(wěn)定性。

(一)主要監(jiān)測設(shè)備

1.水位計:包括浮子式、壓力式、雷達式等,精度要求≥1cm。

2.流速儀:電磁式、旋槳式、聲學多普勒流速儀等,測量誤差≤5%。

3.水深測量儀:超聲波式、回聲式,精度要求≤2cm。

4.水質(zhì)監(jiān)測儀:測量水溫、濁度、電導率等,采樣頻率≥4次/小時。

(二)設(shè)備校準

1.每年進行一次全面校準,校準標準符合國家標準(GB/T)要求。

2.使用標準校準液或標準流量裝置進行驗證。

三、監(jiān)測方法與流程

水力學水文監(jiān)測需遵循標準化流程,確保數(shù)據(jù)一致性。

(一)監(jiān)測點布設(shè)

1.根據(jù)水體形態(tài)和監(jiān)測目標,合理選擇監(jiān)測斷面。

2.斷面應覆蓋主流線,避開回流區(qū)或障礙物。

3.布設(shè)高、中、低水位監(jiān)測點,間距≤500m。

(二)監(jiān)測步驟

1.前期準備

(1)檢查設(shè)備狀態(tài),確保電量、校準有效期等符合要求。

(2)設(shè)置監(jiān)測參數(shù)(如測量頻率、數(shù)據(jù)傳輸方式)。

2.現(xiàn)場監(jiān)測

(1)啟動設(shè)備,記錄初始數(shù)據(jù)。

(2)每小時校核一次水位,大風或洪水期間增加觀測次數(shù)。

(3)流速測量時,選擇代表性的測點(如斷面上1/2處)。

3.數(shù)據(jù)傳輸與存儲

(1)通過無線網(wǎng)絡或衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)至中央數(shù)據(jù)庫。

(2)存儲格式為CSV或JSON,包含時間戳、參數(shù)值、設(shè)備ID等信息。

(三)質(zhì)量控制

1.建立雙檢制度,至少2名監(jiān)測人員同時記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2.異常數(shù)據(jù)需標注原因(如設(shè)備故障、惡劣天氣),并進行復測。

四、數(shù)據(jù)處理與應用

監(jiān)測數(shù)據(jù)需進行標準化處理,服務于實際需求。

(一)數(shù)據(jù)整理

1.剔除無效數(shù)據(jù)(如設(shè)備故障記錄)。

2.對缺失數(shù)據(jù)進行插值補全(如線性插值或滑動平均法)。

(二)數(shù)據(jù)應用

1.流量計算:采用曼寧公式或明渠恒定流公式計算斷面流量,誤差≤10%。

2.水位預警:設(shè)定警戒水位(如歷史最高水位±10%),通過系統(tǒng)自動報警。

3.成果輸出:生成日報、月報,包含水位變化曲線、流量統(tǒng)計表等。

五、安全管理

監(jiān)測作業(yè)需嚴格遵守安全規(guī)范,確保人員與設(shè)備安全。

(一)作業(yè)要求

1.水上作業(yè)需佩戴救生衣,使用絕緣工具。

2.惡劣天氣(如暴雨、大霧)暫停監(jiān)測,并及時上報。

(二)設(shè)備維護

1.每月清潔設(shè)備,檢查電池和傳感器。

2.故障設(shè)備需及時維修或更換,記錄維修日志。

六、附則

本規(guī)定適用于各類水力學水文監(jiān)測項目,解釋權(quán)歸技術(shù)負責人所有。

一、總則

水力學水文監(jiān)測是水資源管理、水利工程建設(shè)和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)工作。本規(guī)定旨在規(guī)范水力學水文監(jiān)測的流程、方法和數(shù)據(jù)處理,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和實用性,為相關(guān)決策和工程應用提供科學依據(jù)。

(一)監(jiān)測目的

1.獲取河流、湖泊、水庫等水體的水位、流量、流速、水深、含沙量、水溫、濁度、電導率等基本水力學參數(shù)及水質(zhì)指標。

2.評估水體輸水能力、水力條件、河道沖淤變化及水環(huán)境動態(tài)。

3.為水利工程(如堤防、水閘、泵站)的安全運行、水資源優(yōu)化調(diào)度、河道治理、城市排水及防災減災(如洪水預報)提供實時、準確的數(shù)據(jù)支持。

(二)監(jiān)測范圍

1.自然河流與人工渠道:包括干流、支流、灌溉渠、排水溝等,重點監(jiān)測關(guān)鍵控制斷面和特殊河段(如彎道、險灘)。

2.蓄水工程:水庫、塘壩的上、下游水位觀測區(qū),入庫、出庫流量測驗斷面,以及水電站引水口等。

3.排水系統(tǒng)及城市雨水管網(wǎng):市政雨水口、泵站進出口、排水管道交匯處及下游排放口的水位和流量監(jiān)測。

4.特殊水域:沿海地區(qū)潮汐觀測站、溫泉監(jiān)測點、人工景觀水體等。

(三)監(jiān)測頻次

1.日常監(jiān)測:水位每小時至少記錄一次,流量根據(jù)水流情況每日定時測量或?qū)崟r自動采集。適用于常規(guī)水資源管理和工程監(jiān)控。

2.汛期加強監(jiān)測:洪水期增加水位、流量觀測頻次(如每半小時或每小時一次),并加密測次。

3.特殊時期監(jiān)測:如枯水期每月測量一次低水位流量,冰封期監(jiān)測冰情(冰厚、冰凌堵塞情況)。

4.科研監(jiān)測:根據(jù)研究需求,可設(shè)置連續(xù)自動監(jiān)測(如每5分鐘記錄一次)或特定工況下的專項測量。

二、監(jiān)測設(shè)備與儀器

水力學水文監(jiān)測需使用經(jīng)過檢定或校準的專業(yè)設(shè)備,確保測量精度和穩(wěn)定性。設(shè)備的選型、安裝、維護均需符合相關(guān)技術(shù)標準。

(一)主要監(jiān)測設(shè)備

1.水位計:

浮子式水位計:適用于靜水或緩流水體,通過浮子隨水位升降帶動記錄裝置。需定期檢查浮子繩索磨損和漂移。

壓力式水位計:基于水體靜壓與水深成正比的原理,通過壓力傳感器測量水頭,適用于深水或含泥沙水體,抗干擾能力強。

雷達水位計:通過雷達波束探測水面距離,不受水體濁度、顏色影響,適用于大壩、水庫等開闊水域,測量范圍可達數(shù)十米甚至上百米。

超聲波水位計:通過超聲波發(fā)射器與接收器測量聲波在水面上下的傳播時間,計算水位。適用于中小型水庫或渠道,需定期清理傳感器表面污垢。

精度要求:所有水位計測量精度應達到±1cm~±5cm,根據(jù)監(jiān)測目的選擇合適精度等級。

2.流速儀:

旋槳式流速儀:通過測量旋槳轉(zhuǎn)速計算流速,結(jié)構(gòu)簡單,適用于中低流速(0.2~3.0m/s)。需定期清洗旋槳葉片,檢查軸承磨損。

電磁式流速儀:基于法拉第電磁感應原理,直接測量水流產(chǎn)生的感應電動勢。適用于含沙量較高或低溫水體,無移動部件,維護量小。

聲學多普勒流速儀(ADCP):通過發(fā)射聲波并接收散射信號,計算水體中顆粒示蹤體的運動速度,用于大范圍流速場測量(如河流橫斷面、水庫混合層)。

精度要求:流速測量誤差應≤±5%,對于重要工程應用需進行率定。

3.水深測量儀:

回聲測深儀:通過發(fā)射聲波并接收回波,計算聲波傳播時間來測量水深。是船載或固定式水文測驗的主要工具,需定期校準換能器深度。

壓力式測深儀:直接測量傳感器所處深度壓力,轉(zhuǎn)換為水深,常集成于多參數(shù)水質(zhì)儀中。

精度要求:測深精度應≤±2cm。

4.水質(zhì)監(jiān)測儀:

多參數(shù)水質(zhì)儀:集成測量水溫、pH、濁度、電導率、溶解氧(DO)、化學需氧量(COD)等參數(shù)的傳感器。需定期使用標準溶液校準各參數(shù)。

濁度計:測量水中懸浮物對光的散射程度,反映水體渾濁度。采用標準濁度液(如FormsphenolBlue)進行校準。

水溫計:包括玻璃溫度計、電子溫度傳感器等,測量水溫。需與水體溫度充分接觸,避免太陽直射或儀器附近熱源影響。

(二)設(shè)備校準與驗證

1.校準周期:所有監(jiān)測設(shè)備原則上每年至少進行一次全面校準,流量計、壓力傳感器等關(guān)鍵設(shè)備可按需增加校準頻次(如每半年一次)。

2.校準方法:

水位計:使用標準水槽、壓力罐或與已知水位的參照點進行比對校準。

流速儀:在已知流速的水槽或通過與ADCP數(shù)據(jù)比對進行率定。

水質(zhì)儀:使用相應參數(shù)的標準溶液進行校準,如pH標準緩沖液、濁度標準液等。

3.記錄要求:每次校準需詳細記錄校準日期、環(huán)境條件、校準值、偏差及修正方法,并保存校準證書復印件。校準記錄需存檔至少5年。

4.現(xiàn)場驗證:在設(shè)備安裝后或長時間運行后,應進行現(xiàn)場比對驗證,確保設(shè)備在真實工況下的測量準確性。

三、監(jiān)測方法與流程

水力學水文監(jiān)測需遵循標準化流程,確保數(shù)據(jù)采集的規(guī)范性、一致性和可靠性。

(一)監(jiān)測點布設(shè)

1.斷面選擇:

河流斷面:選擇能代表主流線、河床穩(wěn)定、水流條件典型的河段。順流斷面用于測量流量,橫斷面用于測量水位分布和河寬、水深。

水庫斷面:在上、下游設(shè)置水位觀測點,必要時在庫區(qū)不同高程布設(shè)斷面測量水深和庫容。

渠道斷面:在渠道起止點、控制閘門處及長距離內(nèi)按一定間距布設(shè)斷面。

2.測點設(shè)置:

水位測點:應設(shè)置在水面較平靜、能代表實際水位的區(qū)域,避免設(shè)置在回流區(qū)、漩渦區(qū)或橋墩附近。對于動水位(如洪水期),需在不同高程設(shè)置多個測點。

流速測點:在斷面內(nèi)按一定規(guī)則(如等流速分布)布設(shè)測點,常用方法為沿水面寬呈矩形或三角形布設(shè)測線,每條測線上按水深分層布設(shè)測點。

3.布設(shè)原則:監(jiān)測點布設(shè)應考慮監(jiān)測目標、水體特性、設(shè)備安裝條件及安全性,并繪制監(jiān)測點平面圖和斷面布置圖,標注高程和坐標。

4.長期穩(wěn)定:監(jiān)測點的位置應標記清晰,采取保護措施(如設(shè)置標石、標志牌),防止被沖刷或人為破壞。如發(fā)生顯著變化,需重新布設(shè)并記錄。

(二)監(jiān)測步驟

1.前期準備

(1)方案編制:根據(jù)監(jiān)測目的和范圍,編制詳細的監(jiān)測方案,明確監(jiān)測內(nèi)容、設(shè)備、頻次、人員、安全措施等。

(2)設(shè)備檢查與安裝:檢查所有設(shè)備狀態(tài)(電量、傳感器連接、通訊模塊),按規(guī)范安裝于預定位置。固定式設(shè)備需確保穩(wěn)固,自動監(jiān)測設(shè)備需按供電方案接通電源。

(3)系統(tǒng)調(diào)試:啟動監(jiān)測系統(tǒng),檢查數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲是否正常,設(shè)置時間同步(與GPS或NTP服務器同步)。

2.現(xiàn)場監(jiān)測

(1)手動觀測:對于人工巡檢或部分自動化程度低的設(shè)備,按預定頻次進行觀測。記錄時需清晰、準確,注明觀測時間、天氣狀況、水體狀況(如是否渾濁、有無漂浮物)。

(2)自動采集:對于自動監(jiān)測設(shè)備,確保數(shù)據(jù)采集頻率符合設(shè)定要求。定期檢查設(shè)備運行狀態(tài),查看數(shù)據(jù)曲線是否連續(xù)、合理。

(3)專項測量:如需進行流量測驗,可按《水文測驗規(guī)范》采用流速-面積法、浮標法、雷達法等進行現(xiàn)場測次,并記錄測驗條件。

(4)特殊情況記錄:遇到惡劣天氣(大風、暴雨、雷電)、設(shè)備故障、水體異常(如漂浮物堵塞、顏色劇變)等情況時,應立即記錄事件詳情、影響及采取的措施。

3.數(shù)據(jù)傳輸與存儲

(1)數(shù)據(jù)傳輸:確保無線網(wǎng)絡(GPRS/4G/5G/Wi-Fi)或衛(wèi)星通訊暢通,數(shù)據(jù)按時傳輸至中心服務器或云平臺。如遇傳輸中斷,需及時排查原因(如信號、賬號、設(shè)備故障)。

(2)數(shù)據(jù)格式:傳輸數(shù)據(jù)應為標準格式(如CSV、JSON、XML),包含時間戳(精確到毫秒)、參數(shù)名稱、參數(shù)值、設(shè)備ID、站點信息等元數(shù)據(jù)。

(3)本地存儲:自動監(jiān)測設(shè)備應具備本地數(shù)據(jù)緩存功能,在通訊中斷時保存數(shù)據(jù),待恢復后自動上傳。緩存容量應足夠支撐至少72小時的數(shù)據(jù)記錄。

(三)質(zhì)量控制

1.數(shù)據(jù)審核:每日對采集到的數(shù)據(jù)進行初步審核,檢查時間是否連續(xù)、數(shù)據(jù)是否在合理范圍內(nèi)(如流速不過于負值、水溫不過于異常)、設(shè)備狀態(tài)是否正常。

2.比對核查:對于重要監(jiān)測點或關(guān)鍵數(shù)據(jù),可設(shè)置冗余監(jiān)測設(shè)備(如不同類型的水位計)進行比對,或定期進行人工復測。

3.異常數(shù)據(jù)處理:發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時,應立即檢查設(shè)備、現(xiàn)場條件,必要時進行現(xiàn)場核查或復測。確認異常后,需標注原因,并在后續(xù)數(shù)據(jù)報告中說明處理方式(如剔除、標記、插值)。

4.空白與平行樣:水質(zhì)監(jiān)測中,每次采樣應同時進行空白樣(不加試劑的空白)和平行樣(同一樣品平行測定)的測定,以評估樣品污染和操作誤差。

5.記錄規(guī)范:所有監(jiān)測記錄(手工、電子)必須字跡清晰、數(shù)據(jù)準確、項目齊全、簽字完整,并存檔備查。

四、數(shù)據(jù)處理與應用

監(jiān)測數(shù)據(jù)需進行標準化處理、分析與解釋,服務于實際需求,并生成各類成果產(chǎn)品。

(一)數(shù)據(jù)整理與預處理

1.數(shù)據(jù)清洗:剔除明顯錯誤數(shù)據(jù)(如傳感器故障產(chǎn)生的野值)、缺失數(shù)據(jù)。對缺失數(shù)據(jù)進行插補,常用方法包括:

(1)線性插值:適用于數(shù)據(jù)連續(xù)、變化平穩(wěn)的情況。

(2)時間序列插值:如樣條插值、移動平均插值,適用于數(shù)據(jù)有趨勢性時。

(3)鄰點插值:根據(jù)附近測點的數(shù)據(jù)估算。

2.單位統(tǒng)一:確保所有數(shù)據(jù)單位一致(如水位cm、流速m/s、流量m3/s、時間hh:mm:ss),按規(guī)范轉(zhuǎn)換。

3.數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換:將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為分析軟件可識別的格式(如CSV導入Excel或?qū)I(yè)水文軟件)。

(二)數(shù)據(jù)分析

1.基本統(tǒng)計分析:計算水位、流量、流速等的均值、最大值、最小值、標準差、變異系數(shù)等,描述數(shù)據(jù)分布特征。

2.水力計算:

(1)水位-面積關(guān)系:根據(jù)實測斷面水位和相應面積,繪制水位-面積關(guān)系曲線,用于推算不同水位下的庫容或過水面積。

(2)流量計算:采用曼寧公式(明渠均勻流)、馬斯京根法(河道流量演算)等方法計算斷面流量或區(qū)域總流量。

(3)流速分布分析:分析不同水深、不同位置的流速分布規(guī)律,評估河床沖淤趨勢。

3.趨勢分析:采用時間序列分析方法(如滑動平均、回歸分析),評估長期水位、流量變化趨勢(如豐枯水期變化、周期性變化)。

4.洪水演算:結(jié)合降雨數(shù)據(jù)或上下游控制站信息,進行洪水過程線推算或洪水預報。

(三)成果輸出

1.常規(guī)報告:按日、月、年編制監(jiān)測報告,包含監(jiān)測概況、數(shù)據(jù)統(tǒng)計表、水位變化過程線圖、流量過程線圖、重要事件說明等。

2.專題報告:針對特定需求(如工程驗收、水資源評估),編制專題分析報告,包含詳細計算過程、分析結(jié)論和建議。

3.數(shù)據(jù)產(chǎn)品:提供原始數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)查詢服務,或開發(fā)數(shù)據(jù)可視化平臺(如地圖展示水位站點、流量實時曲線)。

4.格式要求:報告和圖表應清晰、規(guī)范,包含圖名、坐標軸標注、單位、數(shù)據(jù)來源、制圖日期等信息。

五、安全管理

監(jiān)測作業(yè)涉及野外作業(yè)、設(shè)備操作和數(shù)據(jù)安全,必須嚴格遵守安全規(guī)范,確保人員與設(shè)備安全。

(一)人員安全

1.資質(zhì)要求:所有參與監(jiān)測的人員應經(jīng)過專業(yè)培訓,熟悉監(jiān)測方法、設(shè)備操作、安全規(guī)程和應急處置措施。

2.個人防護:野外作業(yè)必須佩戴安全帽、救生衣,使用絕緣手套等防護用品。水上作業(yè)需配備合格救生設(shè)備。

3.作業(yè)許可:進入特殊區(qū)域(如涉密場所、危險品倉庫)或進行高風險作業(yè)(如高空作業(yè)、深水作業(yè))前,需辦理相應的作業(yè)許可。

4.應急準備:配備急救箱,了解最近的醫(yī)療點位置。制定惡劣天氣(雷電、洪水、大風)應急預案,明確停工條件和疏散路線。

(二)設(shè)備安全

1.安裝穩(wěn)固:監(jiān)測設(shè)備安裝必須牢固可靠,防止被風、水、動物等破壞。固定式設(shè)備應定期檢查螺栓是否松動。

2.供電安全:使用符合規(guī)格的電源線和設(shè)備,防水區(qū)域使用防水插座。太陽能供電系統(tǒng)需定期檢查電池和光伏板。

3.抗干擾措施:無線通訊設(shè)備需遠離強電磁干擾源,衛(wèi)星通訊需確保天線指向正確且無遮擋。

4.防盜防破壞:重要監(jiān)測站點應設(shè)置圍欄或警示標志,定期巡查,防止設(shè)備被盜或被破壞。

(三)數(shù)據(jù)安全

1.傳輸加密:數(shù)據(jù)傳輸應采用加密方式(如HTTPS、VPN),防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被竊取或篡改。

2.存儲備份:中心數(shù)據(jù)庫和本地存儲設(shè)備需定期備份,備份數(shù)據(jù)應存儲在安全場所,至少保留兩份。

3.訪問控制:建立數(shù)據(jù)訪問權(quán)限管理制度,不同人員只能訪問其職責范圍內(nèi)的數(shù)據(jù),重要數(shù)據(jù)操作需記錄日志。

4.病毒防護:服務器和電腦需安裝殺毒軟件并及時更新病毒庫,禁止使用來歷不明的存儲介質(zhì)。

六、附則

本規(guī)定適用于各類水力學水文監(jiān)測項目,解釋權(quán)歸技術(shù)負責人所有。本規(guī)定自發(fā)布之日起施行,原有相關(guān)規(guī)定與本規(guī)定不一致的,以本規(guī)定為準。

一、總則

水力學水文監(jiān)測是水資源管理、水利工程建設(shè)和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)工作。本規(guī)定旨在規(guī)范水力學水文監(jiān)測的流程、方法和數(shù)據(jù)處理,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和實用性。

(一)監(jiān)測目的

1.獲取河流、湖泊、水庫等水體的水位、流量、流速等基本水力學參數(shù)。

2.評估水體輸水能力、水力條件及水環(huán)境變化。

3.為水利工程運行、水資源調(diào)度和防災減災提供科學依據(jù)。

(二)監(jiān)測范圍

1.自然河流與人工渠道。

2.水庫、塘壩等蓄水工程。

3.排水系統(tǒng)及城市雨水管網(wǎng)。

二、監(jiān)測設(shè)備與儀器

水力學水文監(jiān)測需使用專業(yè)設(shè)備,確保測量精度和穩(wěn)定性。

(一)主要監(jiān)測設(shè)備

1.水位計:包括浮子式、壓力式、雷達式等,精度要求≥1cm。

2.流速儀:電磁式、旋槳式、聲學多普勒流速儀等,測量誤差≤5%。

3.水深測量儀:超聲波式、回聲式,精度要求≤2cm。

4.水質(zhì)監(jiān)測儀:測量水溫、濁度、電導率等,采樣頻率≥4次/小時。

(二)設(shè)備校準

1.每年進行一次全面校準,校準標準符合國家標準(GB/T)要求。

2.使用標準校準液或標準流量裝置進行驗證。

三、監(jiān)測方法與流程

水力學水文監(jiān)測需遵循標準化流程,確保數(shù)據(jù)一致性。

(一)監(jiān)測點布設(shè)

1.根據(jù)水體形態(tài)和監(jiān)測目標,合理選擇監(jiān)測斷面。

2.斷面應覆蓋主流線,避開回流區(qū)或障礙物。

3.布設(shè)高、中、低水位監(jiān)測點,間距≤500m。

(二)監(jiān)測步驟

1.前期準備

(1)檢查設(shè)備狀態(tài),確保電量、校準有效期等符合要求。

(2)設(shè)置監(jiān)測參數(shù)(如測量頻率、數(shù)據(jù)傳輸方式)。

2.現(xiàn)場監(jiān)測

(1)啟動設(shè)備,記錄初始數(shù)據(jù)。

(2)每小時校核一次水位,大風或洪水期間增加觀測次數(shù)。

(3)流速測量時,選擇代表性的測點(如斷面上1/2處)。

3.數(shù)據(jù)傳輸與存儲

(1)通過無線網(wǎng)絡或衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)至中央數(shù)據(jù)庫。

(2)存儲格式為CSV或JSON,包含時間戳、參數(shù)值、設(shè)備ID等信息。

(三)質(zhì)量控制

1.建立雙檢制度,至少2名監(jiān)測人員同時記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2.異常數(shù)據(jù)需標注原因(如設(shè)備故障、惡劣天氣),并進行復測。

四、數(shù)據(jù)處理與應用

監(jiān)測數(shù)據(jù)需進行標準化處理,服務于實際需求。

(一)數(shù)據(jù)整理

1.剔除無效數(shù)據(jù)(如設(shè)備故障記錄)。

2.對缺失數(shù)據(jù)進行插值補全(如線性插值或滑動平均法)。

(二)數(shù)據(jù)應用

1.流量計算:采用曼寧公式或明渠恒定流公式計算斷面流量,誤差≤10%。

2.水位預警:設(shè)定警戒水位(如歷史最高水位±10%),通過系統(tǒng)自動報警。

3.成果輸出:生成日報、月報,包含水位變化曲線、流量統(tǒng)計表等。

五、安全管理

監(jiān)測作業(yè)需嚴格遵守安全規(guī)范,確保人員與設(shè)備安全。

(一)作業(yè)要求

1.水上作業(yè)需佩戴救生衣,使用絕緣工具。

2.惡劣天氣(如暴雨、大霧)暫停監(jiān)測,并及時上報。

(二)設(shè)備維護

1.每月清潔設(shè)備,檢查電池和傳感器。

2.故障設(shè)備需及時維修或更換,記錄維修日志。

六、附則

本規(guī)定適用于各類水力學水文監(jiān)測項目,解釋權(quán)歸技術(shù)負責人所有。

一、總則

水力學水文監(jiān)測是水資源管理、水利工程建設(shè)和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)工作。本規(guī)定旨在規(guī)范水力學水文監(jiān)測的流程、方法和數(shù)據(jù)處理,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和實用性,為相關(guān)決策和工程應用提供科學依據(jù)。

(一)監(jiān)測目的

1.獲取河流、湖泊、水庫等水體的水位、流量、流速、水深、含沙量、水溫、濁度、電導率等基本水力學參數(shù)及水質(zhì)指標。

2.評估水體輸水能力、水力條件、河道沖淤變化及水環(huán)境動態(tài)。

3.為水利工程(如堤防、水閘、泵站)的安全運行、水資源優(yōu)化調(diào)度、河道治理、城市排水及防災減災(如洪水預報)提供實時、準確的數(shù)據(jù)支持。

(二)監(jiān)測范圍

1.自然河流與人工渠道:包括干流、支流、灌溉渠、排水溝等,重點監(jiān)測關(guān)鍵控制斷面和特殊河段(如彎道、險灘)。

2.蓄水工程:水庫、塘壩的上、下游水位觀測區(qū),入庫、出庫流量測驗斷面,以及水電站引水口等。

3.排水系統(tǒng)及城市雨水管網(wǎng):市政雨水口、泵站進出口、排水管道交匯處及下游排放口的水位和流量監(jiān)測。

4.特殊水域:沿海地區(qū)潮汐觀測站、溫泉監(jiān)測點、人工景觀水體等。

(三)監(jiān)測頻次

1.日常監(jiān)測:水位每小時至少記錄一次,流量根據(jù)水流情況每日定時測量或?qū)崟r自動采集。適用于常規(guī)水資源管理和工程監(jiān)控。

2.汛期加強監(jiān)測:洪水期增加水位、流量觀測頻次(如每半小時或每小時一次),并加密測次。

3.特殊時期監(jiān)測:如枯水期每月測量一次低水位流量,冰封期監(jiān)測冰情(冰厚、冰凌堵塞情況)。

4.科研監(jiān)測:根據(jù)研究需求,可設(shè)置連續(xù)自動監(jiān)測(如每5分鐘記錄一次)或特定工況下的專項測量。

二、監(jiān)測設(shè)備與儀器

水力學水文監(jiān)測需使用經(jīng)過檢定或校準的專業(yè)設(shè)備,確保測量精度和穩(wěn)定性。設(shè)備的選型、安裝、維護均需符合相關(guān)技術(shù)標準。

(一)主要監(jiān)測設(shè)備

1.水位計:

浮子式水位計:適用于靜水或緩流水體,通過浮子隨水位升降帶動記錄裝置。需定期檢查浮子繩索磨損和漂移。

壓力式水位計:基于水體靜壓與水深成正比的原理,通過壓力傳感器測量水頭,適用于深水或含泥沙水體,抗干擾能力強。

雷達水位計:通過雷達波束探測水面距離,不受水體濁度、顏色影響,適用于大壩、水庫等開闊水域,測量范圍可達數(shù)十米甚至上百米。

超聲波水位計:通過超聲波發(fā)射器與接收器測量聲波在水面上下的傳播時間,計算水位。適用于中小型水庫或渠道,需定期清理傳感器表面污垢。

精度要求:所有水位計測量精度應達到±1cm~±5cm,根據(jù)監(jiān)測目的選擇合適精度等級。

2.流速儀:

旋槳式流速儀:通過測量旋槳轉(zhuǎn)速計算流速,結(jié)構(gòu)簡單,適用于中低流速(0.2~3.0m/s)。需定期清洗旋槳葉片,檢查軸承磨損。

電磁式流速儀:基于法拉第電磁感應原理,直接測量水流產(chǎn)生的感應電動勢。適用于含沙量較高或低溫水體,無移動部件,維護量小。

聲學多普勒流速儀(ADCP):通過發(fā)射聲波并接收散射信號,計算水體中顆粒示蹤體的運動速度,用于大范圍流速場測量(如河流橫斷面、水庫混合層)。

精度要求:流速測量誤差應≤±5%,對于重要工程應用需進行率定。

3.水深測量儀:

回聲測深儀:通過發(fā)射聲波并接收回波,計算聲波傳播時間來測量水深。是船載或固定式水文測驗的主要工具,需定期校準換能器深度。

壓力式測深儀:直接測量傳感器所處深度壓力,轉(zhuǎn)換為水深,常集成于多參數(shù)水質(zhì)儀中。

精度要求:測深精度應≤±2cm。

4.水質(zhì)監(jiān)測儀:

多參數(shù)水質(zhì)儀:集成測量水溫、pH、濁度、電導率、溶解氧(DO)、化學需氧量(COD)等參數(shù)的傳感器。需定期使用標準溶液校準各參數(shù)。

濁度計:測量水中懸浮物對光的散射程度,反映水體渾濁度。采用標準濁度液(如FormsphenolBlue)進行校準。

水溫計:包括玻璃溫度計、電子溫度傳感器等,測量水溫。需與水體溫度充分接觸,避免太陽直射或儀器附近熱源影響。

(二)設(shè)備校準與驗證

1.校準周期:所有監(jiān)測設(shè)備原則上每年至少進行一次全面校準,流量計、壓力傳感器等關(guān)鍵設(shè)備可按需增加校準頻次(如每半年一次)。

2.校準方法:

水位計:使用標準水槽、壓力罐或與已知水位的參照點進行比對校準。

流速儀:在已知流速的水槽或通過與ADCP數(shù)據(jù)比對進行率定。

水質(zhì)儀:使用相應參數(shù)的標準溶液進行校準,如pH標準緩沖液、濁度標準液等。

3.記錄要求:每次校準需詳細記錄校準日期、環(huán)境條件、校準值、偏差及修正方法,并保存校準證書復印件。校準記錄需存檔至少5年。

4.現(xiàn)場驗證:在設(shè)備安裝后或長時間運行后,應進行現(xiàn)場比對驗證,確保設(shè)備在真實工況下的測量準確性。

三、監(jiān)測方法與流程

水力學水文監(jiān)測需遵循標準化流程,確保數(shù)據(jù)采集的規(guī)范性、一致性和可靠性。

(一)監(jiān)測點布設(shè)

1.斷面選擇:

河流斷面:選擇能代表主流線、河床穩(wěn)定、水流條件典型的河段。順流斷面用于測量流量,橫斷面用于測量水位分布和河寬、水深。

水庫斷面:在上、下游設(shè)置水位觀測點,必要時在庫區(qū)不同高程布設(shè)斷面測量水深和庫容。

渠道斷面:在渠道起止點、控制閘門處及長距離內(nèi)按一定間距布設(shè)斷面。

2.測點設(shè)置:

水位測點:應設(shè)置在水面較平靜、能代表實際水位的區(qū)域,避免設(shè)置在回流區(qū)、漩渦區(qū)或橋墩附近。對于動水位(如洪水期),需在不同高程設(shè)置多個測點。

流速測點:在斷面內(nèi)按一定規(guī)則(如等流速分布)布設(shè)測點,常用方法為沿水面寬呈矩形或三角形布設(shè)測線,每條測線上按水深分層布設(shè)測點。

3.布設(shè)原則:監(jiān)測點布設(shè)應考慮監(jiān)測目標、水體特性、設(shè)備安裝條件及安全性,并繪制監(jiān)測點平面圖和斷面布置圖,標注高程和坐標。

4.長期穩(wěn)定:監(jiān)測點的位置應標記清晰,采取保護措施(如設(shè)置標石、標志牌),防止被沖刷或人為破壞。如發(fā)生顯著變化,需重新布設(shè)并記錄。

(二)監(jiān)測步驟

1.前期準備

(1)方案編制:根據(jù)監(jiān)測目的和范圍,編制詳細的監(jiān)測方案,明確監(jiān)測內(nèi)容、設(shè)備、頻次、人員、安全措施等。

(2)設(shè)備檢查與安裝:檢查所有設(shè)備狀態(tài)(電量、傳感器連接、通訊模塊),按規(guī)范安裝于預定位置。固定式設(shè)備需確保穩(wěn)固,自動監(jiān)測設(shè)備需按供電方案接通電源。

(3)系統(tǒng)調(diào)試:啟動監(jiān)測系統(tǒng),檢查數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲是否正常,設(shè)置時間同步(與GPS或NTP服務器同步)。

2.現(xiàn)場監(jiān)測

(1)手動觀測:對于人工巡檢或部分自動化程度低的設(shè)備,按預定頻次進行觀測。記錄時需清晰、準確,注明觀測時間、天氣狀況、水體狀況(如是否渾濁、有無漂浮物)。

(2)自動采集:對于自動監(jiān)測設(shè)備,確保數(shù)據(jù)采集頻率符合設(shè)定要求。定期檢查設(shè)備運行狀態(tài),查看數(shù)據(jù)曲線是否連續(xù)、合理。

(3)專項測量:如需進行流量測驗,可按《水文測驗規(guī)范》采用流速-面積法、浮標法、雷達法等進行現(xiàn)場測次,并記錄測驗條件。

(4)特殊情況記錄:遇到惡劣天氣(大風、暴雨、雷電)、設(shè)備故障、水體異常(如漂浮物堵塞、顏色劇變)等情況時,應立即記錄事件詳情、影響及采取的措施。

3.數(shù)據(jù)傳輸與存儲

(1)數(shù)據(jù)傳輸:確保無線網(wǎng)絡(GPRS/4G/5G/Wi-Fi)或衛(wèi)星通訊暢通,數(shù)據(jù)按時傳輸至中心服務器或云平臺。如遇傳輸中斷,需及時排查原因(如信號、賬號、設(shè)備故障)。

(2)數(shù)據(jù)格式:傳輸數(shù)據(jù)應為標準格式(如CSV、JSON、XML),包含時間戳(精確到毫秒)、參數(shù)名稱、參數(shù)值、設(shè)備ID、站點信息等元數(shù)據(jù)。

(3)本地存儲:自動監(jiān)測設(shè)備應具備本地數(shù)據(jù)緩存功能,在通訊中斷時保存數(shù)據(jù),待恢復后自動上傳。緩存容量應足夠支撐至少72小時的數(shù)據(jù)記錄。

(三)質(zhì)量控制

1.數(shù)據(jù)審核:每日對采集到的數(shù)據(jù)進行初步審核,檢查時間是否連續(xù)、數(shù)據(jù)是否在合理范圍內(nèi)(如流速不過于負值、水溫不過于異常)、設(shè)備狀態(tài)是否正常。

2.比對核查:對于重要監(jiān)測點或關(guān)鍵數(shù)據(jù),可設(shè)置冗余監(jiān)測設(shè)備(如不同類型的水位計)進行比對,或定期進行人工復測。

3.異常數(shù)據(jù)處理:發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時,應立即檢查設(shè)備、現(xiàn)場條件,必要時進行現(xiàn)場核查或復測。確認異常后,需標注原因,并在后續(xù)數(shù)據(jù)報告中說明處理方式(如剔除、標記、插值)。

4.空白與平行樣:水質(zhì)監(jiān)測中,每次采樣應同時進行空白樣(不加試劑的空白)和平行樣(同一樣品平行測定)的測定,以評估樣品污染和操作誤差。

5.記錄規(guī)范:所有監(jiān)測記錄(手工、電子)必須字跡清晰、數(shù)據(jù)準確、項目齊全、簽字完整,并存檔備查。

四、數(shù)據(jù)處理與應用

監(jiān)測數(shù)據(jù)需進行標準化處理、分析與解釋,服務于實際需求,并生成各類成果產(chǎn)品。

(一)數(shù)據(jù)整理與預處理

1.數(shù)據(jù)清洗:剔除明顯錯誤數(shù)據(jù)(如傳感器故障產(chǎn)生的野值)、缺失數(shù)據(jù)。對缺失數(shù)據(jù)進行插補,常用方法包括:

(1)線性插值:適用于數(shù)據(jù)連續(xù)、變化平穩(wěn)的情況。

(2)時間序列插值:如樣條插值、移動平均插值,適用于數(shù)據(jù)有趨勢性時。

(3)鄰點插值:根據(jù)附近測點的數(shù)據(jù)估算。

2.單位統(tǒng)一:確保所有數(shù)據(jù)單位一致(如水位cm、流速m/s、流量m3/s、時間hh:mm:ss),按規(guī)范轉(zhuǎn)換。

3.數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換:將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為分析軟件可識別的格式(如CSV導入Excel或?qū)I(yè)水文軟件)。

(二)數(shù)據(jù)分析

1.基本統(tǒng)計分析:計算水位、流量、流速等的均值、最大值、最小值、標準差、變異系數(shù)等,描述數(shù)據(jù)分布特征。

2.水力計算:

(1)水位-面積關(guān)系:根據(jù)實測斷面水位和相應面積,繪制水位-面積關(guān)系曲線,用于推算不同水位下的庫容或過水面積。

(2)流量計算:采用曼寧公式(明渠均勻流)、馬斯京根法(河道流量演算)等方法計算斷面流量或區(qū)域總流量。

(3)流速分布分析:分析不同水深、不同位置的流速分布規(guī)律,評估河床沖淤趨勢。

3.趨勢分析:采用時間序列分析方法(如滑動平均、回歸分析),評估長期水位、流量變化趨勢(如豐枯水期變化、周期性變化)。

4.洪水演算:結(jié)合降雨數(shù)據(jù)或上下游控制站信息,進行洪水過程線推算或洪水預報。

(三)成果輸出

1.常規(guī)報告:按日、月、年編制監(jiān)測報告,包含監(jiān)測概況、數(shù)據(jù)統(tǒng)計表、水位變化過程線圖、流量過程線圖、重要事件說明等。

2.專題報告:針對特定需求(如工程驗收、水資源評估),編制專題分析報告,包含詳細計算過程、分析結(jié)論和建議。

3.數(shù)據(jù)產(chǎn)品:提供原始數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)查詢服務,或開發(fā)數(shù)據(jù)可視化平臺(如地圖展示水位站點、流量實時曲線)。

4.格式要求:報告和圖表應清晰、規(guī)范,包含圖名、坐標軸標注、單位、數(shù)據(jù)來源、制圖日期等信息。

五、安全管理

監(jiān)測作業(yè)涉及野外作業(yè)、設(shè)備操作和數(shù)據(jù)安全,必須嚴格遵守安全規(guī)范,確保人員與設(shè)備安全。

(一)人員安全

1.資質(zhì)要求:所有參與監(jiān)測的人員應經(jīng)過專業(yè)培訓,熟悉監(jiān)測方法、設(shè)備操作、安全規(guī)程和應急處置措施。

2.個人防護:野外作業(yè)必須佩戴安全帽、救生衣,使用絕緣手套等防護用品。水上作業(yè)需配備合格救生設(shè)備。

3.作業(yè)許可:進入特殊區(qū)域(如涉密場所、危險品倉庫)或進行高風險作業(yè)(如高空作業(yè)、深水作業(yè))前,需辦理相應的作業(yè)許可。

4.應急準備:配備急救箱,了解最近的醫(yī)療點位置。制定惡劣天氣(雷電、洪水、大風)應急預案,明確停工條件和疏散路線。

(二)設(shè)備安全

1.安裝穩(wěn)固:監(jiān)測設(shè)備安裝必須牢固可靠,防止被風、水、動物等破壞。固定式設(shè)備應定期檢查螺栓是否松動。

2.供電安全:使用符合規(guī)格的電源線和設(shè)備,防水區(qū)域使用防水插座。太陽能供電系統(tǒng)需定期檢查電池和光伏板。

3.抗干擾措施:無線通訊設(shè)備需遠離強電磁干擾源,衛(wèi)星通訊需確保天線指向正確且無遮擋。

4.防盜防破壞:重要監(jiān)測站點應設(shè)置圍欄或警示標志,定期巡查,防止設(shè)備被盜或被破壞。

(三)數(shù)據(jù)安全

1.傳輸加密:數(shù)據(jù)傳輸應采用加密方式(如HTTPS、VPN),防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被竊取或篡改。

2.存儲備份:中心數(shù)據(jù)庫和本地存儲設(shè)備需定期備份,備份數(shù)據(jù)應存儲在安全場所,至少保留兩份。

3.訪問控制:建立數(shù)據(jù)訪問權(quán)限管理制度,不同人員只能訪問其職責范圍內(nèi)的數(shù)據(jù),重要數(shù)據(jù)操作需記錄日志。

4.病毒防護:服務器和電腦需安裝殺毒軟件并及時更新病毒庫,禁止使用來歷不明的存儲介質(zhì)。

六、附則

本規(guī)定適用于各類水力學水文監(jiān)測項目,解釋權(quán)歸技術(shù)負責人所有。本規(guī)定自發(fā)布之日起施行,原有相關(guān)規(guī)定與本規(guī)定不一致的,以本規(guī)定為準。

一、總則

水力學水文監(jiān)測是水資源管理、水利工程建設(shè)和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)工作。本規(guī)定旨在規(guī)范水力學水文監(jiān)測的流程、方法和數(shù)據(jù)處理,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和實用性。

(一)監(jiān)測目的

1.獲取河流、湖泊、水庫等水體的水位、流量、流速等基本水力學參數(shù)。

2.評估水體輸水能力、水力條件及水環(huán)境變化。

3.為水利工程運行、水資源調(diào)度和防災減災提供科學依據(jù)。

(二)監(jiān)測范圍

1.自然河流與人工渠道。

2.水庫、塘壩等蓄水工程。

3.排水系統(tǒng)及城市雨水管網(wǎng)。

二、監(jiān)測設(shè)備與儀器

水力學水文監(jiān)測需使用專業(yè)設(shè)備,確保測量精度和穩(wěn)定性。

(一)主要監(jiān)測設(shè)備

1.水位計:包括浮子式、壓力式、雷達式等,精度要求≥1cm。

2.流速儀:電磁式、旋槳式、聲學多普勒流速儀等,測量誤差≤5%。

3.水深測量儀:超聲波式、回聲式,精度要求≤2cm。

4.水質(zhì)監(jiān)測儀:測量水溫、濁度、電導率等,采樣頻率≥4次/小時。

(二)設(shè)備校準

1.每年進行一次全面校準,校準標準符合國家標準(GB/T)要求。

2.使用標準校準液或標準流量裝置進行驗證。

三、監(jiān)測方法與流程

水力學水文監(jiān)測需遵循標準化流程,確保數(shù)據(jù)一致性。

(一)監(jiān)測點布設(shè)

1.根據(jù)水體形態(tài)和監(jiān)測目標,合理選擇監(jiān)測斷面。

2.斷面應覆蓋主流線,避開回流區(qū)或障礙物。

3.布設(shè)高、中、低水位監(jiān)測點,間距≤500m。

(二)監(jiān)測步驟

1.前期準備

(1)檢查設(shè)備狀態(tài),確保電量、校準有效期等符合要求。

(2)設(shè)置監(jiān)測參數(shù)(如測量頻率、數(shù)據(jù)傳輸方式)。

2.現(xiàn)場監(jiān)測

(1)啟動設(shè)備,記錄初始數(shù)據(jù)。

(2)每小時校核一次水位,大風或洪水期間增加觀測次數(shù)。

(3)流速測量時,選擇代表性的測點(如斷面上1/2處)。

3.數(shù)據(jù)傳輸與存儲

(1)通過無線網(wǎng)絡或衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)至中央數(shù)據(jù)庫。

(2)存儲格式為CSV或JSON,包含時間戳、參數(shù)值、設(shè)備ID等信息。

(三)質(zhì)量控制

1.建立雙檢制度,至少2名監(jiān)測人員同時記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2.異常數(shù)據(jù)需標注原因(如設(shè)備故障、惡劣天氣),并進行復測。

四、數(shù)據(jù)處理與應用

監(jiān)測數(shù)據(jù)需進行標準化處理,服務于實際需求。

(一)數(shù)據(jù)整理

1.剔除無效數(shù)據(jù)(如設(shè)備故障記錄)。

2.對缺失數(shù)據(jù)進行插值補全(如線性插值或滑動平均法)。

(二)數(shù)據(jù)應用

1.流量計算:采用曼寧公式或明渠恒定流公式計算斷面流量,誤差≤10%。

2.水位預警:設(shè)定警戒水位(如歷史最高水位±10%),通過系統(tǒng)自動報警。

3.成果輸出:生成日報、月報,包含水位變化曲線、流量統(tǒng)計表等。

五、安全管理

監(jiān)測作業(yè)需嚴格遵守安全規(guī)范,確保人員與設(shè)備安全。

(一)作業(yè)要求

1.水上作業(yè)需佩戴救生衣,使用絕緣工具。

2.惡劣天氣(如暴雨、大霧)暫停監(jiān)測,并及時上報。

(二)設(shè)備維護

1.每月清潔設(shè)備,檢查電池和傳感器。

2.故障設(shè)備需及時維修或更換,記錄維修日志。

六、附則

本規(guī)定適用于各類水力學水文監(jiān)測項目,解釋權(quán)歸技術(shù)負責人所有。

一、總則

水力學水文監(jiān)測是水資源管理、水利工程建設(shè)和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)工作。本規(guī)定旨在規(guī)范水力學水文監(jiān)測的流程、方法和數(shù)據(jù)處理,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和實用性,為相關(guān)決策和工程應用提供科學依據(jù)。

(一)監(jiān)測目的

1.獲取河流、湖泊、水庫等水體的水位、流量、流速、水深、含沙量、水溫、濁度、電導率等基本水力學參數(shù)及水質(zhì)指標。

2.評估水體輸水能力、水力條件、河道沖淤變化及水環(huán)境動態(tài)。

3.為水利工程(如堤防、水閘、泵站)的安全運行、水資源優(yōu)化調(diào)度、河道治理、城市排水及防災減災(如洪水預報)提供實時、準確的數(shù)據(jù)支持。

(二)監(jiān)測范圍

1.自然河流與人工渠道:包括干流、支流、灌溉渠、排水溝等,重點監(jiān)測關(guān)鍵控制斷面和特殊河段(如彎道、險灘)。

2.蓄水工程:水庫、塘壩的上、下游水位觀測區(qū),入庫、出庫流量測驗斷面,以及水電站引水口等。

3.排水系統(tǒng)及城市雨水管網(wǎng):市政雨水口、泵站進出口、排水管道交匯處及下游排放口的水位和流量監(jiān)測。

4.特殊水域:沿海地區(qū)潮汐觀測站、溫泉監(jiān)測點、人工景觀水體等。

(三)監(jiān)測頻次

1.日常監(jiān)測:水位每小時至少記錄一次,流量根據(jù)水流情況每日定時測量或?qū)崟r自動采集。適用于常規(guī)水資源管理和工程監(jiān)控。

2.汛期加強監(jiān)測:洪水期增加水位、流量觀測頻次(如每半小時或每小時一次),并加密測次。

3.特殊時期監(jiān)測:如枯水期每月測量一次低水位流量,冰封期監(jiān)測冰情(冰厚、冰凌堵塞情況)。

4.科研監(jiān)測:根據(jù)研究需求,可設(shè)置連續(xù)自動監(jiān)測(如每5分鐘記錄一次)或特定工況下的專項測量。

二、監(jiān)測設(shè)備與儀器

水力學水文監(jiān)測需使用經(jīng)過檢定或校準的專業(yè)設(shè)備,確保測量精度和穩(wěn)定性。設(shè)備的選型、安裝、維護均需符合相關(guān)技術(shù)標準。

(一)主要監(jiān)測設(shè)備

1.水位計:

浮子式水位計:適用于靜水或緩流水體,通過浮子隨水位升降帶動記錄裝置。需定期檢查浮子繩索磨損和漂移。

壓力式水位計:基于水體靜壓與水深成正比的原理,通過壓力傳感器測量水頭,適用于深水或含泥沙水體,抗干擾能力強。

雷達水位計:通過雷達波束探測水面距離,不受水體濁度、顏色影響,適用于大壩、水庫等開闊水域,測量范圍可達數(shù)十米甚至上百米。

超聲波水位計:通過超聲波發(fā)射器與接收器測量聲波在水面上下的傳播時間,計算水位。適用于中小型水庫或渠道,需定期清理傳感器表面污垢。

精度要求:所有水位計測量精度應達到±1cm~±5cm,根據(jù)監(jiān)測目的選擇合適精度等級。

2.流速儀:

旋槳式流速儀:通過測量旋槳轉(zhuǎn)速計算流速,結(jié)構(gòu)簡單,適用于中低流速(0.2~3.0m/s)。需定期清洗旋槳葉片,檢查軸承磨損。

電磁式流速儀:基于法拉第電磁感應原理,直接測量水流產(chǎn)生的感應電動勢。適用于含沙量較高或低溫水體,無移動部件,維護量小。

聲學多普勒流速儀(ADCP):通過發(fā)射聲波并接收散射信號,計算水體中顆粒示蹤體的運動速度,用于大范圍流速場測量(如河流橫斷面、水庫混合層)。

精度要求:流速測量誤差應≤±5%,對于重要工程應用需進行率定。

3.水深測量儀:

回聲測深儀:通過發(fā)射聲波并接收回波,計算聲波傳播時間來測量水深。是船載或固定式水文測驗的主要工具,需定期校準換能器深度。

壓力式測深儀:直接測量傳感器所處深度壓力,轉(zhuǎn)換為水深,常集成于多參數(shù)水質(zhì)儀中。

精度要求:測深精度應≤±2cm。

4.水質(zhì)監(jiān)測儀:

多參數(shù)水質(zhì)儀:集成測量水溫、pH、濁度、電導率、溶解氧(DO)、化學需氧量(COD)等參數(shù)的傳感器。需定期使用標準溶液校準各參數(shù)。

濁度計:測量水中懸浮物對光的散射程度,反映水體渾濁度。采用標準濁度液(如FormsphenolBlue)進行校準。

水溫計:包括玻璃溫度計、電子溫度傳感器等,測量水溫。需與水體溫度充分接觸,避免太陽直射或儀器附近熱源影響。

(二)設(shè)備校準與驗證

1.校準周期:所有監(jiān)測設(shè)備原則上每年至少進行一次全面校準,流量計、壓力傳感器等關(guān)鍵設(shè)備可按需增加校準頻次(如每半年一次)。

2.校準方法:

水位計:使用標準水槽、壓力罐或與已知水位的參照點進行比對校準。

流速儀:在已知流速的水槽或通過與ADCP數(shù)據(jù)比對進行率定。

水質(zhì)儀:使用相應參數(shù)的標準溶液進行校準,如pH標準緩沖液、濁度標準液等。

3.記錄要求:每次校準需詳細記錄校準日期、環(huán)境條件、校準值、偏差及修正方法,并保存校準證書復印件。校準記錄需存檔至少5年。

4.現(xiàn)場驗證:在設(shè)備安裝后或長時間運行后,應進行現(xiàn)場比對驗證,確保設(shè)備在真實工況下的測量準確性。

三、監(jiān)測方法與流程

水力學水文監(jiān)測需遵循標準化流程,確保數(shù)據(jù)采集的規(guī)范性、一致性和可靠性。

(一)監(jiān)測點布設(shè)

1.斷面選擇:

河流斷面:選擇能代表主流線、河床穩(wěn)定、水流條件典型的河段。順流斷面用于測量流量,橫斷面用于測量水位分布和河寬、水深。

水庫斷面:在上、下游設(shè)置水位觀測點,必要時在庫區(qū)不同高程布設(shè)斷面測量水深和庫容。

渠道斷面:在渠道起止點、控制閘門處及長距離內(nèi)按一定間距布設(shè)斷面。

2.測點設(shè)置:

水位測點:應設(shè)置在水面較平靜、能代表實際水位的區(qū)域,避免設(shè)置在回流區(qū)、漩渦區(qū)或橋墩附近。對于動水位(如洪水期),需在不同高程設(shè)置多個測點。

流速測點:在斷面內(nèi)按一定規(guī)則(如等流速分布)布設(shè)測點,常用方法為沿水面寬呈矩形或三角形布設(shè)測線,每條測線上按水深分層布設(shè)測點。

3.布設(shè)原則:監(jiān)測點布設(shè)應考慮監(jiān)測目標、水體特性、設(shè)備安裝條件及安全性,并繪制監(jiān)測點平面圖和斷面布置圖,標注高程和坐標。

4.長期穩(wěn)定:監(jiān)測點的位置應標記清晰,采取保護措施(如設(shè)置標石、標志牌),防止被沖刷或人為破壞。如發(fā)生顯著變化,需重新布設(shè)并記錄。

(二)監(jiān)測步驟

1.前期準備

(1)方案編制:根據(jù)監(jiān)測目的和范圍,編制詳細的監(jiān)測方案,明確監(jiān)測內(nèi)容、設(shè)備、頻次、人員、安全措施等。

(2)設(shè)備檢查與安裝:檢查所有設(shè)備狀態(tài)(電量、傳感器連接、通訊模塊),按規(guī)范安裝于預定位置。固定式設(shè)備需確保穩(wěn)固,自動監(jiān)測設(shè)備需按供電方案接通電源。

(3)系統(tǒng)調(diào)試:啟動監(jiān)測系統(tǒng),檢查數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲是否正常,設(shè)置時間同步(與GPS或NTP服務器同步)。

2.現(xiàn)場監(jiān)測

(1)手動觀測:對于人工巡檢或部分自動化程度低的設(shè)備,按預定頻次進行觀測。記錄時需清晰、準確,注明觀測時間、天氣狀況、水體狀況(如是否渾濁、有無漂浮物)。

(2)自動采集:對于自動監(jiān)測設(shè)備,確保數(shù)據(jù)采集頻率符合設(shè)定要求。定期檢查設(shè)備運行狀態(tài),查看數(shù)據(jù)曲線是否連續(xù)、合理。

(3)專項測量:如需進行流量測驗,可按《水文測驗規(guī)范》采用流速-面積法、浮標法、雷達法等進行現(xiàn)場測次,并記錄測驗條件。

(4)特殊情況記錄:遇到惡劣天氣(大風、暴雨、雷電)、設(shè)備故障、水體異常(如漂浮物堵塞、顏色劇變)等情況時,應立即記錄事件詳情、影響及采取的措施。

3.數(shù)據(jù)傳輸與存儲

(1)數(shù)據(jù)傳輸:確保無線網(wǎng)絡(GPRS/4G/5G/Wi-Fi)或衛(wèi)星通訊暢通,數(shù)據(jù)按時傳輸至中心服務器或云平臺。如遇傳輸中斷,需及時排查原因(如信號、賬號、設(shè)備故障)。

(2)數(shù)據(jù)格式:傳輸數(shù)據(jù)應為標準格式(如CSV、JSON、XML),包含時間戳(精確到毫秒)、參數(shù)名稱、參數(shù)值、設(shè)備ID、站點信息等元數(shù)據(jù)。

(3)本地存儲:自動監(jiān)測設(shè)備應具備本地數(shù)據(jù)緩存功能,在通訊中斷時保存數(shù)據(jù),待恢復后自動上傳。緩存容量應足夠支撐至少72小時的數(shù)據(jù)記錄。

(三)質(zhì)量控制

1.數(shù)據(jù)審核:每日對采集到的數(shù)據(jù)進行初步審核,檢查時間是否連續(xù)、數(shù)據(jù)是否在合理范圍內(nèi)(如流速不過于負值、水溫不過于異常)、設(shè)備狀態(tài)是否正常。

2.比對核查:對于重要監(jiān)測點或關(guān)鍵數(shù)據(jù),可設(shè)置冗余監(jiān)測設(shè)備(如不同類型的水位計)進行比對,或定期進行人工復測。

3.異常數(shù)據(jù)處理:發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時,應立即檢查設(shè)備、現(xiàn)場條件,必要時進行現(xiàn)場核查或復測。確認異常后,需標注原因,并在后續(xù)數(shù)據(jù)報告中說明處理方式(如剔除、標記、插值)。

4.空白與平行樣:水質(zhì)監(jiān)測中,每次采樣應同時進行空白樣(不加試劑的空白)和平行樣(同一樣品平行測定)的測定,以評估樣品污染和操作誤差。

5.記錄規(guī)范:所有監(jiān)測記錄(手工、電子)必須字跡清晰、數(shù)據(jù)準確、項目齊全、簽字完整,并存檔備查。

四、數(shù)據(jù)處理與應用

監(jiān)測數(shù)據(jù)需進行標準化處理、分析與解釋,服務于實際需求,并生成各類成果產(chǎn)品。

(一)數(shù)據(jù)整理與預處理

1.數(shù)據(jù)清洗:剔除明顯錯誤數(shù)據(jù)(如傳感器故障產(chǎn)生的野值)、缺失數(shù)據(jù)。對缺失數(shù)據(jù)進行插補,常用方法包括:

(1)線性插值:適用于數(shù)據(jù)連續(xù)、變化平穩(wěn)的情況。

(2)時間序列插值:如樣條插值、移動平均插值,適用于數(shù)據(jù)有趨勢性時。

(3)鄰點插值:根據(jù)附近測點的數(shù)據(jù)估算。

2.單位統(tǒng)一:確保所有數(shù)據(jù)單位一致(如水位cm、流速m/s、流量m3/s、時間hh:mm:ss),按規(guī)范轉(zhuǎn)換。

3.數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換:將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為分析軟件可識別的格式(如CSV導入Excel或?qū)I(yè)水文軟件)。

(二)數(shù)據(jù)分析

1.基本統(tǒng)計分析:計算水位、流量、流速等的均值、最大值、最小值、標準差、變異系數(shù)等,描述數(shù)據(jù)分布特征。

2.水力計算:

(1)水位-面積關(guān)系:根據(jù)實測斷面水位和相應面積,繪制水位-面積關(guān)系曲線,用于推算不同水位下的庫容或過水面積。

(2)流量計算:采用曼寧公式(明渠均勻流)、馬斯京根法(河道流量演算)等方法計算斷面流量或區(qū)域總流量。

(3)流速分布分析:分析不同水深、不同位置的流速分布規(guī)律,評估河床沖淤趨勢。

3.趨勢分析:采用時間序列分析方法(如滑動平均、回歸分析),評估長期水位、流量變化趨勢(如豐枯水期變化、周期性變化)。

4.洪水演算:結(jié)合降雨數(shù)據(jù)或上下游控制站信息,進行洪水過程線推算或洪水預報。

(三)成果輸出

1.常規(guī)報告:按日、月、年編制監(jiān)測報告,包含監(jiān)測概況、數(shù)據(jù)統(tǒng)計表、水位變化過程線圖、流量過程線圖、重要事件說明等。

2.專題報告:針對特定需求(如工程驗收、水資源評估),編制專題分析報告,包含詳細計算過程、分析結(jié)論和建議。

3.數(shù)據(jù)產(chǎn)品:提供原始數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)查詢服務,或開發(fā)數(shù)據(jù)可視化平臺(如地圖展示水位站點、流量實時曲線)。

4.格式要求:報告和圖表應清晰、規(guī)范,包含圖名、坐標軸標注、單位、數(shù)據(jù)來源、制圖日期等信息。

五、安全管理

監(jiān)測作業(yè)涉及野外作業(yè)、設(shè)備操作和數(shù)據(jù)安全,必須嚴格遵守安全規(guī)范,確保人員與設(shè)備安全。

(一)人員安全

1.資質(zhì)要求:所有參與監(jiān)測的人員應經(jīng)過專業(yè)培訓,熟悉監(jiān)測方法、設(shè)備操作、安全規(guī)程和應急處置措施。

2.個人防護:野外作業(yè)必須佩戴安全帽、救生衣,使用絕緣手套等防護用品。水上作業(yè)需配備合格救生設(shè)備。

3.作業(yè)許可:進入特殊區(qū)域(如涉密場所、危險品倉庫)或進行高風險作業(yè)(如高空作業(yè)、深水作業(yè))前,需辦理相應的作業(yè)許可。

4.應急準備:配備急救箱,了解最近的醫(yī)療點位置。制定惡劣天氣(雷電、洪水、大風)應急預案,明確停工條件和疏散路線。

(二)設(shè)備安全

1.安裝穩(wěn)固:監(jiān)測設(shè)備安裝必須牢固可靠,防止被風、水、動物等破壞。固定式設(shè)備應定期檢查螺栓是否松動。

2.供電安全:使用符合規(guī)格的電源線和設(shè)備,防水區(qū)域使用防水插座。太陽能供電系統(tǒng)需定期檢查電池和光伏板。

3.抗干擾措施:無線通訊設(shè)備需遠離強電磁干擾源,衛(wèi)星通訊需確保天線指向正確且無遮擋。

4.防盜防破壞:重要監(jiān)測站點應設(shè)置圍欄或警示標志,定期巡查,防止設(shè)備被盜或被破壞。

(三)數(shù)據(jù)安全

1.傳輸加密:數(shù)據(jù)傳輸應采用加密方式(如HTTPS、VPN),防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被竊取或篡改。

2.存儲備份:中心數(shù)據(jù)庫和本地存儲設(shè)備需定期備份,備份數(shù)據(jù)應存儲在安全場所,至少保留兩份。

3.訪問控制:建立數(shù)據(jù)訪問權(quán)限管理制度,不同人員只能訪問其職責范圍內(nèi)的數(shù)據(jù),重要數(shù)據(jù)操作需記錄日志。

4.病毒防護:服務器和電腦需安裝殺毒軟件并及時更新病毒庫,禁止使用來歷不明的存儲介質(zhì)。

六、附則

本規(guī)定適用于各類水力學水文監(jiān)測項目,解釋權(quán)歸技術(shù)負責人所有。本規(guī)定自發(fā)布之日起施行,原有相關(guān)規(guī)定與本規(guī)定不一致的,以本規(guī)定為準。

一、總則

水力學水文監(jiān)測是水資源管理、水利工程建設(shè)和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)工作。本規(guī)定旨在規(guī)范水力學水文監(jiān)測的流程、方法和數(shù)據(jù)處理,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和實用性。

(一)監(jiān)測目的

1.獲取河流、湖泊、水庫等水體的水位、流量、流速等基本水力學參數(shù)。

2.評估水體輸水能力、水力條件及水環(huán)境變化。

3.為水利工程運行、水資源調(diào)度和防災減災提供科學依據(jù)。

(二)監(jiān)測范圍

1.自然河流與人工渠道。

2.水庫、塘壩等蓄水工程。

3.排水系統(tǒng)及城市雨水管網(wǎng)。

二、監(jiān)測設(shè)備與儀器

水力學水文監(jiān)測需使用專業(yè)設(shè)備,確保測量精度和穩(wěn)定性。

(一)主要監(jiān)測設(shè)備

1.水位計:包括浮子式、壓力式、雷達式等,精度要求≥1cm。

2.流速儀:電磁式、旋槳式、聲學多普勒流速儀等,測量誤差≤5%。

3.水深測量儀:超聲波式、回聲式,精度要求≤2cm。

4.水質(zhì)監(jiān)測儀:測量水溫、濁度、電導率等,采樣頻率≥4次/小時。

(二)設(shè)備校準

1.每年進行一次全面校準,校準標準符合國家標準(GB/T)要求。

2.使用標準校準液或標準流量裝置進行驗證。

三、監(jiān)測方法與流程

水力學水文監(jiān)測需遵循標準化流程,確保數(shù)據(jù)一致性。

(一)監(jiān)測點布設(shè)

1.根據(jù)水體形態(tài)和監(jiān)測目標,合理選擇監(jiān)測斷面。

2.斷面應覆蓋主流線,避開回流區(qū)或障礙物。

3.布設(shè)高、中、低水位監(jiān)測點,間距≤500m。

(二)監(jiān)測步驟

1.前期準備

(1)檢查設(shè)備狀態(tài),確保電量、校準有效期等符合要求。

(2)設(shè)置監(jiān)測參數(shù)(如測量頻率、數(shù)據(jù)傳輸方式)。

2.現(xiàn)場監(jiān)測

(1)啟動設(shè)備,記錄初始數(shù)據(jù)。

(2)每小時校核一次水位,大風或洪水期間增加觀測次數(shù)。

(3)流速測量時,選擇代表性的測點(如斷面上1/2處)。

3.數(shù)據(jù)傳輸與存儲

(1)通過無線網(wǎng)絡或衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)至中央數(shù)據(jù)庫。

(2)存儲格式為CSV或JSON,包含時間戳、參數(shù)值、設(shè)備ID等信息。

(三)質(zhì)量控制

1.建立雙檢制度,至少2名監(jiān)測人員同時記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2.異常數(shù)據(jù)需標注原因(如設(shè)備故障、惡劣天氣),并進行復測。

四、數(shù)據(jù)處理與應用

監(jiān)測數(shù)據(jù)需進行標準化處理,服務于實際需求。

(一)數(shù)據(jù)整理

1.剔除無效數(shù)據(jù)(如設(shè)備故障記錄)。

2.對缺失數(shù)據(jù)進行插值補全(如線性插值或滑動平均法)。

(二)數(shù)據(jù)應用

1.流量計算:采用曼寧公式或明渠恒定流公式計算斷面流量,誤差≤10%。

2.水位預警:設(shè)定警戒水位(如歷史最高水位±10%),通過系統(tǒng)自動報警。

3.成果輸出:生成日報、月報,包含水位變化曲線、流量統(tǒng)計表等。

五、安全管理

監(jiān)測作業(yè)需嚴格遵守安全規(guī)范,確保人員與設(shè)備安全。

(一)作業(yè)要求

1.水上作業(yè)需佩戴救生衣,使用絕緣工具。

2.惡劣天氣(如暴雨、大霧)暫停監(jiān)測,并及時上報。

(二)設(shè)備維護

1.每月清潔設(shè)備,檢查電池和傳感器。

2.故障設(shè)備需及時維修或更換,記錄維修日志。

六、附則

本規(guī)定適用于各類水力學水文監(jiān)測項目,解釋權(quán)歸技術(shù)負責人所有。

一、總則

水力學水文監(jiān)測是水資源管理、水利工程建設(shè)和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)工作。本規(guī)定旨在規(guī)范水力學水文監(jiān)測的流程、方法和數(shù)據(jù)處理,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和實用性,為相關(guān)決策和工程應用提供科學依據(jù)。

(一)監(jiān)測目的

1.獲取河流、湖泊、水庫等水體的水位、流量、流速、水深、含沙量、水溫、濁度、電導率等基本水力學參數(shù)及水質(zhì)指標。

2.評估水體輸水能力、水力條件、河道沖淤變化及水環(huán)境動態(tài)。

3.為水利工程(如堤防、水閘、泵站)的安全運行、水資源優(yōu)化調(diào)度、河道治理、城市排水及防災減災(如洪水預報)提供實時、準確的數(shù)據(jù)支持。

(二)監(jiān)測范圍

1.自然河流與人工渠道:包括干流、支流、灌溉渠、排水溝等,重點監(jiān)測關(guān)鍵控制斷面和特殊河段(如彎道、險灘)。

2.蓄水工程:水庫、塘壩的上、下游水位觀測區(qū),入庫、出庫流量測驗斷面,以及水電站引水口等。

3.排水系統(tǒng)及城市雨水管網(wǎng):市政雨水口、泵站進出口、排水管道交匯處及下游排放口的水位和流量監(jiān)測。

4.特殊水域:沿海地區(qū)潮汐觀測站、溫泉監(jiān)測點、人工景觀水體等。

(三)監(jiān)測頻次

1.日常監(jiān)測:水位每小時至少記錄一次,流量根據(jù)水流情況每日定時測量或?qū)崟r自動采集。適用于常規(guī)水資源管理和工程監(jiān)控。

2.汛期加強監(jiān)測:洪水期增加水位、流量觀測頻次(如每半小時或每小時一次),并加密測次。

3.特殊時期監(jiān)測:如枯水期每月測量一次低水位流量,冰封期監(jiān)測冰情(冰厚、冰凌堵塞情況)。

4.科研監(jiān)測:根據(jù)研究需求,可設(shè)置連續(xù)自動監(jiān)測(如每5分鐘記錄一次)或特定工況下的專項測量。

二、監(jiān)測設(shè)備與儀器

水力學水文監(jiān)測需使用經(jīng)過檢定或校準的專業(yè)設(shè)備,確保測量精度和穩(wěn)定性。設(shè)備的選型、安裝、維護均需符合相關(guān)技術(shù)標準。

(一)主要監(jiān)測設(shè)備

1.水位計:

浮子式水位計:適用于靜水或緩流水體,通過浮子隨水位升降帶動記錄裝置。需定期檢查浮子繩索磨損和漂移。

壓力式水位計:基于水體靜壓與水深成正比的原理,通過壓力傳感器測量水頭,適用于深水或含泥沙水體,抗干擾能力強。

雷達水位計:通過雷達波束探測水面距離,不受水體濁度、顏色影響,適用于大壩、水庫等開闊水域,測量范圍可達數(shù)十米甚至上百米。

超聲波水位計:通過超聲波發(fā)射器與接收器測量聲波在水面上下的傳播時間,計算水位。適用于中小型水庫或渠道,需定期清理傳感器表面污垢。

精度要求:所有水位計測量精度應達到±1cm~±5cm,根據(jù)監(jiān)測目的選擇合適精度等級。

2.流速儀:

旋槳式流速儀:通過測量旋槳轉(zhuǎn)速計算流速,結(jié)構(gòu)簡單,適用于中低流速(0.2~3.0m/s)。需定期清洗旋槳葉片,檢查軸承磨損。

電磁式流速儀:基于法拉第電磁感應原理,直接測量水流產(chǎn)生的感應電動勢。適用于含沙量較高或低溫水體,無移動部件,維護量小。

聲學多普勒流速儀(ADCP):通過發(fā)射聲波并接收散射信號,計算水體中顆粒示蹤體的運動速度,用于大范圍流速場測量(如河流橫斷面、水庫混合層)。

精度要求:流速測量誤差應≤±5%,對于重要工程應用需進行率定。

3.水深測量儀:

回聲測深儀:通過發(fā)射聲波并接收回波,計算聲波傳播時間來測量水深。是船載或固定式水文測驗的主要工具,需定期校準換能器深度。

壓力式測深儀:直接測量傳感器所處深度壓力,轉(zhuǎn)換為水深,常集成于多參數(shù)水質(zhì)儀中。

精度要求:測深精度應≤±2cm。

4.水質(zhì)監(jiān)測儀:

多參數(shù)水質(zhì)儀:集成測量水溫、pH、濁度、電導率、溶解氧(DO)、化學需氧量(COD)等參數(shù)的傳感器。需定期使用標準溶液校準各參數(shù)。

濁度計:測量水中懸浮物對光的散射程度,反映水體渾濁度。采用標準濁度液(如FormsphenolBlue)進行校準。

水溫計:包括玻璃溫度計、電子溫度傳感器等,測量水溫。需與水體溫度充分接觸,避免太陽直射或儀器附近熱源影響。

(二)設(shè)備校準與驗證

1.校準周期:所有監(jiān)測設(shè)備原則上每年至少進行一次全面校準,流量計、壓力傳感器等關(guān)鍵設(shè)備可按需增加校準頻次(如每半年一次)。

2.校準方法:

水位計:使用標準水槽、壓力罐或與已知水位的參照點進行比對校準。

流速儀:在已知流速的水槽或通過與ADCP數(shù)據(jù)比對進行率定。

水質(zhì)儀:使用相應參數(shù)的標準溶液進行校準,如pH標準緩沖液、濁度標準液等。

3.記錄要求:每次校準需詳細記錄校準日期、環(huán)境條件、校準值、偏差及修正方法,并保存校準證書復印件。校準記錄需存檔至少5年。

4.現(xiàn)場驗證:在設(shè)備安裝后或長時間運行后,應進行現(xiàn)場比對驗證,確保設(shè)備在真實工況下的測量準確性。

三、監(jiān)測方法與流程

水力學水文監(jiān)測需遵循標準化流程,確保數(shù)據(jù)采集的規(guī)范性、一致性和可靠性。

(一)監(jiān)測點布設(shè)

1.斷面選擇:

河流斷面:選擇能代表主流線、河床穩(wěn)定、水流條件典型的河段。順流斷面用于測量流量,橫斷面用于測量水位分布和河寬、水深。

水庫斷面:在上、下游設(shè)置水位觀測點,必要時在庫區(qū)不同高程布設(shè)斷面測量水深和庫容。

渠道斷面:在渠道起止點、控制閘門處及長距離內(nèi)按一定間距布設(shè)斷面。

2.測點設(shè)置:

水位測點:應設(shè)置在水面較平靜、能代表實際水位的區(qū)域,避免設(shè)置在回流區(qū)、漩渦區(qū)或橋墩附近。對于動水位(如洪水期),需在不同高程設(shè)置多個測點。

流速測點:在斷面內(nèi)按一定規(guī)則(如等流速分布)布設(shè)測點,常用方法為沿水面寬呈矩形或三角形布設(shè)測線,每條測線上按水深分層布設(shè)測點。

3.布設(shè)原則:監(jiān)測點布設(shè)應考慮監(jiān)測目標、水體特性、設(shè)備安裝條件及安全性,并繪制監(jiān)測點平面圖和斷面布置圖,標注高程和坐標。

4.長期穩(wěn)定:監(jiān)測點的位置應標記清晰,采取保護措施(如設(shè)置標石、標志牌),防止被沖刷或人為破壞。如發(fā)生顯著變化,需重新布設(shè)并記錄。

(二)監(jiān)測步驟

1.前期準備

(1)方案編制:根據(jù)監(jiān)測目的和范圍,編制詳細的監(jiān)測方案,明確監(jiān)測內(nèi)容、設(shè)備、頻次、人員、安全措施等。

(2)設(shè)備檢查與安裝:檢查所有設(shè)備狀態(tài)(電量、傳感器連接、通訊模塊),按規(guī)范安裝于預定位置。固定式設(shè)備需確保穩(wěn)固,自動監(jiān)測設(shè)備需按供電方案接通電源。

(3)系統(tǒng)調(diào)試:啟動監(jiān)測系統(tǒng),檢查數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲是否正常,設(shè)置時間同步(與GPS或NTP服務器同步)。

2.現(xiàn)場監(jiān)測

(1)手動觀測:對于人工巡檢或部分自動化程度低的設(shè)備,按預定頻次進行觀測。記錄時需清晰、準確,注明觀測時間、天氣狀況、水體狀況(如是否渾濁、有無漂浮物)。

(2)自動采集:對于自動監(jiān)測設(shè)備,確保數(shù)據(jù)采集頻率符合設(shè)定要求。定期檢查設(shè)備運行狀態(tài),查看數(shù)據(jù)曲線是否連續(xù)、合理。

(3)專項測量:如需進行流量測驗,可按《水文測驗規(guī)范》采用流速-面積法、浮標法、雷達法等進行現(xiàn)場測次,并記錄測驗條件。

(4)特殊情況記錄:遇到惡劣天氣(大風、暴雨、雷電)、設(shè)備故障、水體異常(如漂浮物堵塞、顏色劇變)等情況時,應立即記錄事件詳情、影響及采取的措施。

3.數(shù)據(jù)傳輸與存儲

(1)數(shù)據(jù)傳輸:確保無線網(wǎng)絡(GPRS/4G/5G/Wi-Fi)或衛(wèi)星通訊暢通,數(shù)據(jù)按時傳輸至中心服務器或云平臺。如遇傳輸中斷,需及時排查原因(如信號、賬號、設(shè)備故障)。

(2)數(shù)據(jù)格式:傳輸數(shù)據(jù)應為標準格式(如CSV、JSON、XML),包含時間戳(精確到毫秒)、參數(shù)名稱、參數(shù)值、設(shè)備ID、站點信息等元數(shù)據(jù)。

(3)本地存儲:自動監(jiān)測設(shè)備應具備本地數(shù)據(jù)緩存功能,在通訊中斷時保存數(shù)據(jù),待恢復后自動上傳。緩存容量應足夠支撐至少72小時的數(shù)據(jù)記錄。

(三)質(zhì)量控制

1.數(shù)據(jù)審核:每日對采集到的數(shù)據(jù)進行初步審核,檢查時間是否連續(xù)、數(shù)據(jù)是否在合理范圍內(nèi)(如流速不過于負值、水溫不過于異常)、設(shè)備狀態(tài)是否正常。

2.比對核查:對于重要監(jiān)測點或關(guān)鍵數(shù)據(jù),可設(shè)置冗余監(jiān)測設(shè)備(如不同類型的水位計)進行比對,或定期進行人工復測。

3.異常數(shù)據(jù)處理:發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時,應立即檢查設(shè)備、現(xiàn)場條件,必要時進行現(xiàn)場核查或復測。確認異常后,需標注原因,并在后續(xù)數(shù)據(jù)報告中說明處理方式(如剔除、標記、插值)。

4.空白與平行樣:水質(zhì)監(jiān)測中,每次采樣應同時進行空白樣(不加試劑的空白)和平行樣(同一樣品平行測定)的測定,以評估樣品污染和操作誤差。

5.記錄規(guī)范:所有監(jiān)測記錄(手工、電子)必須字跡清晰、數(shù)據(jù)準確、項目齊全、簽字完整,并存檔備查。

四、數(shù)據(jù)處理與應用

監(jiān)測數(shù)據(jù)需進行標準化處理、分析與解釋,服務于實際需求,并生成各類成果產(chǎn)品。

(一)數(shù)據(jù)整理與預處理

1.數(shù)據(jù)清洗:剔除明顯錯誤數(shù)據(jù)(如傳感器故障產(chǎn)生的野值)、缺失數(shù)據(jù)。對缺失數(shù)據(jù)進行插補,常用方法包括:

(1)線性插值:適用于數(shù)據(jù)連續(xù)、變化平穩(wěn)的情況。

(2)時間序列插值:如樣條插值、移動平均插值,適用于數(shù)據(jù)有趨勢性時。

(3)鄰點插值:根據(jù)附近測點的數(shù)據(jù)估算。

2.單位統(tǒng)一:確保所有數(shù)據(jù)單位一致(如水位cm、流速m/s、流量m3/s、時間hh:mm:ss),按規(guī)范轉(zhuǎn)換。

3.數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換:將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為分析軟件可識別的格式(如CSV導入Excel或?qū)I(yè)水文軟件)。

(二)數(shù)據(jù)分析

1.基本統(tǒng)計分析:計算水位、流量、流速等的均值、最大值、最小值、標準差、變異系數(shù)等,描述數(shù)據(jù)分布特征。

2.水力計算:

(1)水位-面積關(guān)系:根據(jù)實測斷面水位和相應面積,繪制水位-面積關(guān)系曲線,用于推算不同水位下的庫容或過水面積。

(2)流量計算:采用曼寧公式(明渠均勻流)、馬斯京根法(河道流量演算)等方法計算斷面流量或區(qū)域總流量。

(3)流速分布分析:分析不同水深、不同位置的流速分布規(guī)律,評估河床沖淤趨勢。

3.趨勢分析:采用時間序列分析方法(如滑動平均、回歸分析),評估長期水位、流量變化趨勢(如豐枯水期變化、周期性變化)。

4.洪水演算:結(jié)合降雨數(shù)據(jù)或上下游控制站信息,進行洪水過程線推算或洪水預報。

(三)成果輸出

1.常規(guī)報告:按日、月、年編制監(jiān)測報告,包含監(jiān)測概況、數(shù)據(jù)統(tǒng)計表、水位變化過程線圖、流量過程線圖、重要事件說明等。

2.專題報告:針對特定需求(如工程驗收、水資源評估),編制專題分析報告,包含詳細計算過程、分析結(jié)論和建議。

3.數(shù)據(jù)產(chǎn)品:提供原始數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)查詢服務,或開發(fā)數(shù)據(jù)可視化平臺(如地圖展示水位站點、流量實時曲線)。

4.格式要求:報告和圖表應清晰、規(guī)范,包含圖名、坐標軸標注、單位、數(shù)據(jù)來源、制圖日期等信息。

五、安全管理

監(jiān)測作業(yè)涉及野外作業(yè)、設(shè)備操作和數(shù)據(jù)安全,必須嚴格遵守安全規(guī)范,確保人員與設(shè)備安全。

(一)人員安全

1.資質(zhì)要求:所有參與監(jiān)測的人員應經(jīng)過專業(yè)培訓,熟悉監(jiān)測方法、設(shè)備操作、安全規(guī)程和應急處置措施。

2.個人防護:野外作業(yè)必須佩戴安全帽、救生衣,使用絕緣手套等防護用品。水上作業(yè)需配備合格救生設(shè)備。

3.作業(yè)許可:進入特殊區(qū)域(如涉密場所、危險品倉庫)或進行高風險作業(yè)(如高空作業(yè)、深水作業(yè))前,需辦理相應的作業(yè)許可。

4.應急準備:配備急救箱,了解最近的醫(yī)療點位置。制定惡劣天氣(雷電、洪水、大風)應急預案,明確停工條件和疏散路線。

(二)設(shè)備安全

1.安裝穩(wěn)固:監(jiān)測設(shè)備安裝必須牢固可靠,防止被風、水、動物等破壞。固定式設(shè)備應定期檢查螺栓是否松動。

2.供電安全:使用符合規(guī)格的電源線和設(shè)備,防水區(qū)域使用防水插座。太陽能供電系統(tǒng)需定期檢查電池和光伏板。

3.抗干擾措施:無線通訊設(shè)備需遠離強電磁干擾源,衛(wèi)星通訊需確保天線指向正確且無遮擋。

4.防盜防破壞:重要監(jiān)測站點應設(shè)置圍欄或警示標志,定期巡查,防止設(shè)備被盜或被破壞。

(三)數(shù)據(jù)安全

1.傳輸加密:數(shù)據(jù)傳輸應采用加密方式(如HTTPS、VPN),防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被竊取或篡改。

2.存儲備份:中心數(shù)據(jù)庫和本地存儲設(shè)備需定期備份,備份數(shù)據(jù)應存儲在安全場所,至少保留兩份。

3.訪問控制:建立數(shù)據(jù)訪問權(quán)限管理制度,不同人員只能訪問其職責范圍內(nèi)的數(shù)據(jù),重要數(shù)據(jù)操作需記錄日志。

4.病毒防護:服務器和電腦需安裝殺毒軟件并及時更新病毒庫,禁止使用來歷不明的存儲介質(zhì)。

六、附則

本規(guī)定適用于各類水力學水文監(jiān)測項目,解釋權(quán)歸技術(shù)負責人所有。本規(guī)定自發(fā)布之日起施行,原有相關(guān)規(guī)定與本規(guī)定不一致的,以本規(guī)定為準。

一、總則

水力學水文監(jiān)測是水資源管理、水利工程建設(shè)和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)工作。本規(guī)定旨在規(guī)范水力學水文監(jiān)測的流程、方法和數(shù)據(jù)處理,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和實用性。

(一)監(jiān)測目的

1.獲取河流、湖泊、水庫等水體的水位、流量、流速等基本水力學參數(shù)。

2.評估水體輸水能力、水力條件及水環(huán)境變化。

3.為水利工程運行、水資源調(diào)度和防災減災提供科學依據(jù)。

(二)監(jiān)測范圍

1.自然河流與人工渠道。

2.水庫、塘壩等蓄水工程。

3.排水系統(tǒng)及城市雨水管網(wǎng)。

二、監(jiān)測設(shè)備與儀器

水力學水文監(jiān)測需使用專業(yè)設(shè)備,確保測量精度和穩(wěn)定性。

(一)主要監(jiān)測設(shè)備

1.水位計:包括浮子式、壓力式、雷達式等,精度要求≥1cm。

2.流速儀:電磁式、旋槳式、聲學多普勒流速儀等,測量誤差≤5%。

3.水深測量儀:超聲波式、回聲式,精度要求≤2cm。

4.水質(zhì)監(jiān)測儀:測量水溫、濁度、電導率等,采樣頻率≥4次/小時。

(二)設(shè)備校準

1.每年進行一次全面校準,校準標準符合國家標準(GB/T)要求。

2.使用標準校準液或標準流量裝置進行驗證。

三、監(jiān)測方法與流程

水力學水文監(jiān)測需遵循標準化流程,確保數(shù)據(jù)一致性。

(一)監(jiān)測點布設(shè)

1.根據(jù)水體形態(tài)和監(jiān)測目標,合理選擇監(jiān)測斷面。

2.斷面應覆蓋主流線,避開回流區(qū)或障礙物。

3.布設(shè)高、中、低水位監(jiān)測點,間距≤500m。

(二)監(jiān)測步驟

1.前期準備

(1)檢查設(shè)備狀態(tài),確保電量、校準有效期等符合要求。

(2)設(shè)置監(jiān)測參數(shù)(如測量頻率、數(shù)據(jù)傳輸方式)。

2.現(xiàn)場監(jiān)測

(1)啟動設(shè)備,記錄初始數(shù)據(jù)。

(2)每小時校核一次水位,大風或洪水期間增加觀測次數(shù)。

(3)流速測量時,選擇代表性的測點(如斷面上1/2處)。

3.數(shù)據(jù)傳輸與存儲

(1)通過無線網(wǎng)絡或衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)至中央數(shù)據(jù)庫。

(2)存儲格式為CSV或JSON,包含時間戳、參數(shù)值、設(shè)備ID等信息。

(三)質(zhì)量控制

1.建立雙檢制度,至少2名監(jiān)測人員同時記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2.異常數(shù)據(jù)需標注原因(如設(shè)備故障、惡劣天氣),并進行復測。

四、數(shù)據(jù)處理與應用

監(jiān)測數(shù)據(jù)需進行標準化處理,服務于實際需求。

(一)數(shù)據(jù)整理

1.剔除無效數(shù)據(jù)(如設(shè)備故障記錄)。

2.對缺失數(shù)據(jù)進行插值補全(如線性插值或滑動平均法)。

(二)數(shù)據(jù)應用

1.流量計算:采用曼寧公式或明渠恒定流公式計算斷面流量,誤差≤10%。

2.水位預警:設(shè)定警戒水位(如歷史最高水位±10%),通過系統(tǒng)自動報警。

3.成果輸出:生成日報、月報,包含水位變化曲線、流量統(tǒng)計表等。

五、安全管理

監(jiān)測作業(yè)需嚴格遵守安全規(guī)范,確保人員與設(shè)備安全。

(一)作業(yè)要求

1.水上作業(yè)需佩戴救生衣,使用絕緣工具。

2.惡劣天氣(如暴雨、大霧)暫停監(jiān)測,并及時上報。

(二)設(shè)備維護

1.每月清潔設(shè)備,檢查電池和傳感器。

2.故障設(shè)備需及時維修或更換,記錄維修日志。

六、附則

本規(guī)定適用于各類水力學水文監(jiān)測項目,解釋權(quán)歸技術(shù)負責人所有。

一、總則

水力學水文監(jiān)測是水資源管理、水利工程建設(shè)和環(huán)境保護的重要基礎(chǔ)工作。本規(guī)定旨在規(guī)范水力學水文監(jiān)測的流程、方法和數(shù)據(jù)處理,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、可靠性和實用性,為相關(guān)決策和工程應用提供科學依據(jù)。

(一)監(jiān)測目的

1.獲取河流、湖泊、水庫等水體的水位、流量、流速、水深、含沙量、水溫、濁度、電導率等基本水力學參數(shù)及水質(zhì)指標。

2.評估水體輸水能力、水力條件、

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