水文现代化与水文新技术PDF电子书下载

第1章　水文现代化 1

1.1　引言 1

1.2　我国水文现状 1

1.2.1　水文的成就 1

1.2.2　水文的作用 3

1.2.3　水文科技的发展 5

1.2.4　水文面临的新形势 7

1.3　国内外水文现代化现状比较 8

1.3.1　水文站网 8

1.3.2　水文测验 9

1.3.3　水文数据处理、存储、服务和水文业务系统 10

1.4　水文现代化的基本概念 12

1.4.1　水文现代化的内涵 12

1.4.2　水文现代化的基本特征 12

1.4.3 中国水文现代化建设的指导思想、目标、任务和原则 13

1.5　我国水文现代化的探索与实践 17

1.5.1　湖南省水文现代化建设的探索与实践 17

1.5.2　无锡市水文现代化建设的探索与实践 19

1.6　我国的水文政策法规体系 20

1.6.1　水文政策法规建设回顾 20

1.6.2　水文政策法规建设展望 23

1.7　我国的水文技术规范标准体系 23

第2章　水文数据采集与存储新技术 24

2.1　概述 24

2.1.1　水位测量技术和仪器 24

2.1.2　水深测量 26

2.1.3　流速、流向测量 26

2.1.4　流量测量 28

2.1.5　降水观测 28

2.1.6　水面蒸发器 28

2.1.7　泥沙测量 29

2.1.8　水文缆道及设备 29

2.1.9　船测、桥测设备 30

2.1.10　水文自动测报系统 30

2.1.11　我国水文测验的特点 30

2.1.12　我国水文仪器的性能 31

2.1.13　我国水文仪器的宏观管理 31

2.2　水位数据采集技术 32

2.2.1　水尺 32

2.2.2　接触式水位测量仪器 32

2.2.3　浮子式水位计 34

2.2.4　压力式水位计 46

2.2.5　超声波水位计 60

2.2.6　微波水位计 68

2.2.7　激光水位计 69

2.2.8 电子水尺 70

2.2.9　洪峰水尺 73

2.3　流速流向测验技术 74

2.3.1　转子式流速仪 74

2.3.2　声学流速仪 90

2.3.3　电波流速仪 97

2.3.4　电磁流速仪 101

2.3.5　其他流速测量仪器 103

2.3.6　流向测量方法及流向仪 104

2.4　水深数据采集技术 106

2.4.1　测深用的测具 106

2.4.2　测深铅鱼 106

2.4.3　回声测深仪 106

2.5　流量测验技术 109

2.5.1　声学时差法流量计 109

2.5.2　声学多普勒流量计 114

2.5.3　流速仪流量计 120

2.5.4　水力学法流量测验 123

2.5.5　其他流量测量仪器 124

2.6　降水数据采集技术 124

2.6.1　雨量器（筒） 124

2.6.2　虹吸式雨量计 125

2.6.3　翻斗式雨量计 127

2.6.4　其他雨量计 134

2.6.5　雨量计的比测 138

2.6.6　雪量计 138

2.7　蒸发数据采集技术 141

2.7.1 E601B型水面蒸发器 142

2.7.2　20cm口径蒸发器 144

2.7.3 自动蒸发器 144

2.7.4　大型水面漂浮蒸发池 146

2.7.5　土壤蒸发器等其他蒸发仪器 147

2.8　泥沙测验技术 147

2.8.1　悬移质采样器 147

2.8.2 自动悬移质测沙仪 156

2.8.3　推移质、河床质采样器和跃移质泥沙测验仪器 162

2.8.4　泥沙颗粒分析技术 170

2.9　测流设施 175

2.9.1　水文悬索缆道系统 176

2.9.2　测船用的测流系统 182

2.9.3　巡测（桥测）设备 183

2.9.4　主要的测验渡河设施简介 185

2.10　水文仪器信号传输 188

2.10.1　有线传输 188

2.10.2　无线电波传输 188

2.10.3 “无线”传输 188

2.10.4　水声传输方式 190

2.11　水质数据自动采集技术 191

2.11.1 电极法水质仪 191

2.11.2　现场水质自动分析仪 192

2.11.3　室内水质自动分析仪 196

2.11.4　水质自动分析仪的检定 196

2.12　地下水监测技术 196

2.12.1　概述 196

2.12.2　地下水位监测 196

2.12.3　地下水质监测 197

2.12.4　地下水出流流量监测 197

2.12.5　地下水流速、流向监测 197

2.13　其他测验技术 201

2.13.1　墒情自动测量仪器 201

2.13.2　冰情测量仪器简介 207

2.14　水文数据在站存储记录技术 207

2.14.1　传统的水文数据记录简介 207

2.14.2　固态存储仪器 208

2.14.3　固态存储器的安装应用 210

2.14.4　固态存储器的特点 211

2.14.5　固态存储记录器的检查维护 212

第3章　水文数据传输技术（水文自动测报系统） 213

3.1　水文自动测报系统及其性能 213

3.1.1　水文自动测报系统的组成简介 213

3.1.2　水文自动测报系统的功能 215

3.1.3　水文自动测报系统的工作制式 216

3.2　水文自动测报系统的构成 217

3.2.1　遥测站 218

3.2.2　通信信道 225

3.2.3　超短波水文遥测中继站 246

3.2.4　中心站 248

3.3　系统的供电与防雷 253

3.3.1　系统的供电 253

3.3.2　系统的防雷 259

第4章　现代测绘与3S技术在水文中的应用 271

4.1　概述 271

4.1.1　测绘学科的历史沿革 271

4.1.2　现代测绘科学的形成与发展趋势 272

4.1.3　现代测绘科学在水利工程建设和水文信息化中的作用 272

4.2　测绘学科的基本知识 272

4.2.1　参考椭球定位与国家大地坐标系的建立 272

4.2.2　测绘坐标系的确定 274

4.2.3　地面点的高程 277

4.2.4　测量的基本工作与测绘工作原则 278

4.2.5　国家大地测量控制网概述 278

4.3　现代测绘仪器及地面点定位要素的测量 279

4.3.1　水平角度测量 279

4.3.2　距离测量 281

4.3.3　高差测量 284

4.3.4　全站仪及其使用 289

4.4　全球定位系统（GPS） 290

4.4.1　概述 290

4.4.2　GPS定位的基本原理 293

4.4.3　GPS定位方法 294

4.4.4　GPS测量的作业模式 294

4.4.5　GPS测量的实施 295

4.4.6　GPS测量的误差及其影响 298

4.4.7　GPS连续运行参考站网络（CORS）简介 300

4.5　遥感（RS）技术 301

4.5.1　遥感总述 301

4.5.2　遥感信息获取技术 303

4.5.3　遥感信息提取技术 304

4.6　地理信息系统（GIS） 305

4.6.1　概述 305

4.6.2　GIS的组成 309

4.6.3　GIS的基本功能 311

4.6.4　GIS的空间数据结构 313

4.7　3S技术在水文中的应用 317

4.7.1 GPS＋测深仪在水下地形测量中的应用 317

4.7.2　遥感技术在河势监测和水库库容动态变化监测中的应用 320

4.7.3　GIS在区域水资源实时监控管理中的应用 324

第5章　水文数据处理 327

5.1　概述 327

5.1.1　水文数据的分类 327

5.1.2　水文数据的处理、传输与存储 327

5.2　水情信息编码 328

5.2.1　编码的基本格式 328

5.2.2　编码的基本规则 330

5.2.3　降水量编码 332

5.2.4　蒸发量编码 335

5.2.5　河道水情编码 337

5.3　水文资料整编 341

5.3.1　概述 341

5.3.2　水位资料整编 342

5.3.3　流量资料整编 344

5.3.4　泥沙资料整编 364

5.3.5 电算整编 373

5.4　水文数据库 394

5.4.1　数据库系统概述 394

5.4.2　水文数据库设计开发要求 396

5.4.3　数据结构与文件名 398

5.4.4　全国分布式水文数据库简介 402

5.5　水文数据挖掘等新技术简介 402

5.5.1　数据挖掘技术 403

5.5.2　数据仓库技术 407

5.5.3　数据融合技术 409

第6章 水文水资源预测预报新技术 413

6.1　概述 413

6.1.1　水文数学模拟进展 413

6.1.2　物理性流域水文模型研究概况 416

6.1.3　数字水文模型 419

6.2　水文模拟的基本原理 421

6.2.1　流域产流模拟的基本原理 421

6.2.2　流域汇流模拟基本原理 422

6.2.3　降雨径流污染过程模拟 423

6.3　水文预报技术 425

6.3.1　现代洪水预报技术概述 425

6.3.2　现代洪水预报的基本技术 427

6.3.3　水情基本数据处理方法 442

6.3.4　ANN水文非线性系统模型 448

6.3.5　分布式水文循环模型 451

6.3.6　我国洪水预报系统简介 457

6.4　水资源分析与评价技术 461

6.4.1　概述 461

6.4.2　水资源质量评价 462

6.4.3　水资源数量评价 468

6.4.4　区域水资源条件综合评价 475

6.5　河流水质数学模型 489

6.5.1　概述 489

6.5.2　河流水质迁移转化基本方程 491

6.5.3　水质迁移转化基本方程的解析解 494

6.5.4 河流一维BOD—DO模型 498

第7章　电子表格Excel在水文数据处理中的应用 507

7.1　概述 507

7.2　Excel应用基础 507

7.2.1　认识Excel 507

7.2.2　Excel公式 509

7.2.3　引用地址 511

7.2.4　高级引用 512

7.2.5　复制公式 514

7.2.6　函数 515

7.2.7　使用数组公式 516

7.2.8　水文数据处理常用函数简介 518

7.3　Excel在水文数据处理方面的应用示例 536

第8章 国家防汛抗旱指挥系统简介 552

8.1　概述 552

8.2　系统总体结构与功能 554

8.2.1　概述 554

8.2.2　系统总体结构 555

8.3　信息采集系统 559

8.3.1　概述 559

8.3.2　水情信息采集系统 560

8.3.3　工情信息采集系统 560

8.3.4　旱情信息采集系统 563

8.4　防汛通信系统 566

8.4.1　概述 566

8.4.2　建设目标和任务 567

8.5　计算机网络系统 567

8.5.1　概述 567

8.5.2　体系结构 568

8.6　防汛抗旱决策支持系统 570

8.6.1　概述 570

8.6.2　系统功能简介 570

8.6.3　系统的特点 573

8.7　天气雷达应用系统 574

8.7.1　概述 574

8.7.2　总体结构和信息流程 575

8.7.3　与气象部门接口 576

8.7.4　业务应用系统 577

附录 580

附录1 水文标准及技术规范目录 580

附录2 水文仪器技术标准及规范目录 581

附录3 水资源技术标准及规范目录 582

附录4 水环境技术标准及规范目录 582

附录5 水文通信技术标准及规范目录 583

附录6 水文数据处理的常用函数 583

附录7 安装分析工具库 586

主要参考文献 588