水文水利

（水文水利）DATA86遙測終端在城市排水管網(wǎng)監(jiān)控中的應(yīng)用

水文水利系統(tǒng)概述

為了有效掌握城市排水網(wǎng)絡(luò)的實際情況，為城市建設(shè)提供參考依據(jù)，需對城市排水管網(wǎng)的主要節(jié)點的排水量進行持續(xù)量化監(jiān)測，在線實時采集不同時期、不同區(qū)域、不同時間的排水管內(nèi)的流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)。

水文水利系統(tǒng)要求

由于城市排水管網(wǎng)一般流量大，水質(zhì)復(fù)雜，環(huán)境惡劣，所以對現(xiàn)場設(shè)備有很高的要求。如管井經(jīng)常水浸，因此要求設(shè)備能有效防水。管井里一般沒有電源供應(yīng)，所以設(shè)備需要自帶電源，并能滿足一段時間的工作之需。設(shè)備應(yīng)該能滿足工業(yè)級應(yīng)用的要求。系統(tǒng)應(yīng)能準確可靠的反映個監(jiān)測點的實際排水狀況。

水文水利系統(tǒng)構(gòu)成

城市排水監(jiān)控系統(tǒng)主要由二部分構(gòu)成：一是安裝在各監(jiān)測點的流量計和采集通信設(shè)備，二是運行在城排監(jiān)測站的軟件監(jiān)控平臺。

水文水利系統(tǒng)框圖

以（水文水利遙測終端）在廣東省某市的城市排水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用為例，本監(jiān)控系統(tǒng)共在市區(qū)城排網(wǎng)絡(luò)選取了10個節(jié)點進行監(jiān)控，每個節(jié)點安裝一套進口大口徑管道流量計和一臺低功耗RTU。流量計與水文水利遙測終端通過RS-485進行通信，水文水利遙測終端通過GPRS與監(jiān)控平臺通信。監(jiān)控平臺動態(tài)顯示各節(jié)點數(shù)據(jù)，提供異常報警、統(tǒng)計、報表等功能。以下是系統(tǒng)框圖。

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水文是指自然界中水的變化、運動等的各種現(xiàn)象。現(xiàn)在一般指研究自然界水的時空分布、變化規(guī)律的一門邊緣學(xué)科。水文學(xué)屬于地球科學(xué)，研究的是關(guān)于地球表面、土壤中、巖石下和大氣中水的發(fā)生、循環(huán)、含量、分布、物理化學(xué)特性、影響以及與所有生物之間的關(guān)系的科學(xué)。

水利是指開發(fā)水力資源，防止水患水災(zāi)影響人類的活動。通常與工程聯(lián)系在一起，例如水利工程、水利事業(yè)。中國是個以農(nóng)立國的古文明國家，自古以來就十分重視水利，遠古傳說中就有大禹節(jié)水的故事，都江堰歷經(jīng)兩千多年仍在發(fā)揮作用。

水文水利行業(yè)是屬于環(huán)保行業(yè)，研究和解決水循環(huán)的過程，環(huán)境工程，環(huán)境政策和環(huán)境規(guī)劃。特別是研究河流和水庫水的沉積物，河水的污染，城市排水等，有數(shù)值模型和物理模型的研究。

本教材是根據(jù)普通高等教育"十五"國家級規(guī)劃教材編制計劃編寫完成的，是高等院校水利水電類本科專業(yè)的通用教材，同時也是教育部高教司頒布的水文與水資源工程本科專業(yè)核心課程教材。

本教材分為水文計算和水利計算兩部分。水文計算部分似洪水頻率分析、設(shè)計洪水(暴雨)計算和設(shè)計年徑流為主要內(nèi)容，同時介紹了城市及小流域設(shè)計洪水計算、最大可能暴雨(洪水)等方面的知識。水利計算部分以徑流調(diào)節(jié)為主線，介紹了徑流調(diào)節(jié)中需水量的計算與預(yù)測方法，徑流調(diào)節(jié)的計算， 以及徑流調(diào)節(jié)原理在發(fā)電、灌溉、防洪等水利計算問題中的應(yīng)用。本教材取材豐富，涵蓋了工程水文設(shè)計及水利計算的主體內(nèi)容，章節(jié)編排合理，體系完整，用例詳實，適于本(專)科以上相關(guān)專業(yè)教學(xué)使用，也可供工程技術(shù)人員參考。

本教材由河海大學(xué)梁忠民、鐘平安、華家鵬主編，梁忠民、華家鵬主持編寫了水文計算部分，鐘平安主持編寫了水利計算部分。全書共分12章，各章節(jié)的編寫人員為：第一章由梁忠民、鐘平安編寫；第二章、第三章由梁忠民編寫；第四章由王棟、梁忠民編寫；第五章由劉俊編寫；第六章、第七章由華家鵬編寫；第八章、第九章、第十章、第十一章由鐘平安編寫；第十二章由陸寶宏編寫。

全書由南京水利科學(xué)研究院吳正平教授主審，主審人對書稿進行了認真細致的審查，并提出了許多建設(shè)性的修改意見，編者在此深表謝意。

本教材編寫中，主要引用和參考了由劉光文主編的《水文分析與計算》(水利電力出版社，1989)和葉秉如主編的《水利計算及水資源規(guī)劃》 (水利電力出版社，1995)，同時還參閱和引用了有關(guān)院校和科研單位編寫的相關(guān)教材、著作和技術(shù)文獻，并在每章的最后列出了主要參考文獻。本書的編寫和出版，得到了河海大學(xué)水資源環(huán)境學(xué)院、中國水利水電出版社的大力支持，并得到了河海大學(xué)"211工程"項目的資助，中國水利水電出版社吳娟編輯對書稿進行了認真仔細的編輯，編者在此一并致謝。

限于編者水平，書中有不妥之處，懇請讀者批評指正。

編 者

2006年5月

水利部水文局（水利信息中心） 是水利部直屬事業(yè)單位，1999年由原水利部水文司和原水利部信息中心合并而成，其主要職能是：行使全國水文、水利通信和水利信息化行業(yè)管理，承擔為防汛抗旱、水資源管理、水生態(tài)保護等提供水文情報預(yù)報和水文水資源信息服務(wù)，負責(zé)水利通信信息化系統(tǒng)的建設(shè)和運行管理。下設(shè)11個職能處室和5個直屬事業(yè)單位。

近年來， 水利部水文局（水利信息中心）深入貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，堅持“大水文”發(fā)展理念，大力加強水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和水文監(jiān)測能力建設(shè)，全國水文工作步入了快速發(fā)展階段。目前全國已建成各類水文測站39000多處，形成了覆蓋全國江河、湖泊、水庫的水文測報網(wǎng)絡(luò)，每年收集的水文水資源數(shù)據(jù)超過10億條，為水利建設(shè)和經(jīng)濟社會發(fā)展提供了有力支撐。堅持以水利信息化帶動水利現(xiàn)代化，著力推進信息化與水利工作的融合，開展了涉及民生水利的八項重點工程建設(shè)，水利信息化工作成績斐然。堅持為防汛抗旱、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對突發(fā)水事件提供準確及時的雨水情信息和預(yù)測預(yù)報成果、安全高效的信息化支撐和穩(wěn)定可靠的通信保障，多次受到上級有關(guān)部門的表彰獎勵。堅持把精神文明建設(shè)作為推動水文和水利信息化事業(yè)發(fā)展的重要抓手，深入開展群眾性文明創(chuàng)建活動，精神文明創(chuàng)建工作一年一個臺階，干部職工的文明素質(zhì)明顯提高，服務(wù)中心工作的能力不斷增強，各項工作取得了顯著成效，先后獲得了全國水利文明單位、中央國家機關(guān)文明單位標兵和首都文明單位標兵六連冠、全國精神文明建設(shè)先進單位、全國文明單位等榮譽稱號。

根據(jù)《關(guān)于水利部水文局（水利信息中心）主要職責(zé) 、內(nèi)設(shè)機構(gòu)和人員編制方案的批復(fù)》（人事機[2008]21號）、《關(guān)于水利部水文局設(shè)立國際河流水文處的批復(fù)》（人事機[2010]9號）和《關(guān)于成立水利部水文情報預(yù)報中心的批復(fù)》（水人事[2010]585號）規(guī)定：

（一）負責(zé)全國水文行業(yè)管理。組織擬定水文行業(yè)管理的政策、法規(guī)，組織編制全國水文事業(yè)發(fā)展規(guī)劃并監(jiān)督實施。

（二）指導(dǎo)水利信息化、水利通信業(yè)務(wù)建設(shè)，組織編制全國水利信息化、水利通信發(fā)展規(guī)劃，組織部直屬單位信息化及通信建設(shè)項目審查，組織實施全局性信息化及通信項目。承擔水利部信息化領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室的日常工作。

（三）組織編制國家水文站網(wǎng)規(guī)劃并監(jiān)督實施，負責(zé)國家基本水文站網(wǎng)的建議與管理。負責(zé)國家水文大中型建設(shè)項目的立項審核。

（四）指導(dǎo)、組織實施水文水資源監(jiān)測工作。組織實施全國地表水、地下水的水量、水質(zhì)監(jiān)測；協(xié)調(diào)國家重大突發(fā)水污染、水生態(tài)事件水文應(yīng)急監(jiān)測工作；組織實施水文監(jiān)測計量器具檢定工作。

（五）組織指導(dǎo)全國水文水資源的情報預(yù)測、監(jiān)測數(shù)據(jù)整編和資料管理工作；組織實施水文調(diào)查評價、水文監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯交、水文數(shù)據(jù)使用審定等制度。

（六）承擔水文資源信息發(fā)布有關(guān)工作，參與組織水資源調(diào)查評價；參與組織編制國家水資源公報，承擔中國河流泥沙公報、水質(zhì)和地下水月報等編制工作。

（七）負責(zé)國家防汛抗旱的水文及相關(guān)信息收集、處理、監(jiān)視、預(yù)警以及全國重點防洪地區(qū)江河、湖泊和重要水庫的暴雨、洪水分析預(yù)報。

（八）負責(zé)水利信息網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心和部信息系統(tǒng)的建設(shè)和運行管理工作。

（九）擬定水文及水利信息化、水利通信的技術(shù)標準并監(jiān)督實施。負責(zé)對外提供水文資料和外國組織、個人來華從事水文業(yè)務(wù)等事項的審查，參與國際水文業(yè)務(wù)的合作與交流。

（十）承辦水利部交辦的其他事項。