Что такое гидрологический мониторинг?

Гидрологический мониторинг

 Во-первых, определение и обзор гидрологического мониторинга.

Гидрологический мониторинг относится к сложному и всеобъемлющему систематическому проекту по мониторингу, измерению, анализу и предупреждению пространственного и временного распределения воды в естественном мире с помощью научных методов. Это всеобъемлющая дисциплина, направленная на непрерывный мониторинг динамических изменений водных объектов в природе с помощью ряда технических средств, включая пространственное и временное распределение воды, количество воды (например, уровень воды, скорость потока), качество воды, температуру воды, содержание отложений, ледовые условия и другие параметры, связанные с гидрологическим циклом. Цель состоит в том, чтобы понять гидрологические процессы, оценить состояние водных ресурсов, предсказать гидрологические события (например, наводнения и засухи), а также поддержать управление водными ресурсами, предотвращение и смягчение последствий наводнений, охрану окружающей среды и гидроэкологические исследования.

 II. Гидрологический мониторинг и содержание

Объектом гидрологического мониторинга в основном являются озера, реки, водно-болотные угодья, подземные воды и другие водные объекты, а содержание мониторинга, в частности, включает, но не ограничивается:

1. уровень воды: измерение изменений уровня воды в водоемах для прогнозирования риска стихийных бедствий, таких как наводнения и засухи.

2. Поток: измерение расхода воды в водоеме для понимания распределения и использования водных ресурсов.

3. качество воды: определение содержания различных загрязняющих веществ в водоеме с целью сохранения здоровья и экологического равновесия водной среды.

4. другие параметры: такие как скорость потока, количество осадков (снега), испарение, осадки, лед, влажность и т. д., которые важны для управления водными ресурсами, раннего предупреждения о водных катастрофах и экологической защиты окружающей среды.

 Система и состав гидрологического мониторинга

Система гидрологического мониторинга обычно состоит из следующих частей:

1. Центр мониторинга: сервер, линия общественной сети (или мобильная линия), программное обеспечение системы гидрологического мониторинга. Он отвечает за прием, хранение, обработку и анализ данных с оборудования фронтального мониторинга.

2. Сеть связи: использование GPRS/3G/4G/5G, GPS, Интернета, Lorawan и других методов беспроводной связи для передачи данных мониторинга в режиме реального времени для повышения эффективности работы гидрологического отдела.

3. Оборудование для фронтального мониторинга: включая датчики осадков, измерители уровня воды, расходомеры, расходомеры и другое измерительное оборудование, они отвечают за сбор гидрологической информации в режиме реального времени.

 В-четвертых, цель и применение гидрологического мониторинга

Основными целями и областями применения гидрологического мониторинга являются:

1. Управление водными ресурсами: своевременный доступ к данным о гидрологических условиях, управлении водными ресурсами и их развитии с целью реализации более эффективных мер контроля водных ресурсов.

2. Защита водной среды: быть в курсе состояния водных объектов и их среды в определенном регионе, а также изменений в водной среде, чтобы принимать своевременные и соответствующие меры по защите стандартов качества воды и снижению загрязнения воды.

3. Повышение эффективности освоения и использования водных ресурсов: в соответствии с количеством осадков и изменчивостью озер, оказание мощной поддержки освоению и использованию водных ресурсов, повышение эффективности освоения и использования водных ресурсов.

4. Прогнозирование уровня воды и раннее предупреждение стихийных бедствий: использование данных гидрологического мониторинга для прогнозирования изменений поверхности затопления с целью предотвращения наводнений.

 V. Гидрологический мониторинг конкретных применений

1. предотвращение и смягчение последствий наводнений:

   - Мониторинг данных в реальном времени: система гидрологического мониторинга может в реальном времени отслеживать уровень воды в реках, озерах, водохранилищах, расход, количество осадков и другие ключевые параметры, эти данные имеют решающее значение для прогнозирования наводнений. Как только данные превышают порог безопасности, система немедленно выдает раннее предупреждение, предоставляя правительству и соответствующим органам драгоценное время для принятия экстренных мер, таких как открытие шлюзов и эвакуация населения.

   - Система раннего оповещения: Анализируя исторические данные и текущие гидрологические условия, система способна строить модели прогнозирования наводнений для прогнозирования возможных наводнений заранее. Этот механизм раннего оповещения сокращает время реагирования и делает меры по борьбе с наводнениями более своевременными и эффективными.

   - Управление информатизацией: современная система гидрологического мониторинга использует технологию Интернета вещей для реализации удаленной передачи и автоматизированной обработки данных, что повышает точность и своевременность информации, позволяя лицам, принимающим решения, быстро реагировать на основе последних данных.

   - Комплексный анализ и поддержка принятия решений: система не только отслеживает отдельный параметр, но и интегрирует метеорологические данные и проводит комплексный анализ, обеспечивая научную основу для управления наводнениями и оптимизации стратегий контроля и диспетчеризации наводнений.

2. Экологическая охрана окружающей среды:

   - Управление водными ресурсами: посредством постоянного мониторинга можно понять динамические изменения водных ресурсов, рационально планировать распределение и использование водных ресурсов, избегать чрезмерной эксплуатации и защищать водный экологический баланс.

   - Защита качества воды: мониторинг параметров качества воды, таких как pH, растворенный кислород и концентрация загрязняющих веществ, помогает своевременно выявлять источники загрязнения, принимать меры по снижению уровня загрязнения и защищать здоровье водоемов.

   - Оценка экосистемы: данные гидрологического мониторинга являются основой для оценки состояния экосистем, таких как реки и водно-болотные угодья, помогая ученым понять гидрологические потребности экосистем и разработать защитные меры.

   - Поддержание биоразнообразия: стабильные и подходящие гидрологические условия имеют решающее значение для поддержания биоразнообразия, а мониторинг помогает гарантировать, что естественные ритмы потока воды способствуют выживанию и воспроизводству видов.

   - Адаптация к изменению климата: долгосрочные гидрологические данные помогают изучать влияние изменения климата на водный цикл, обеспечивают научную основу для разработки стратегий адаптации и защищают окружающую среду от ущерба, наносимого экстремальными погодными явлениями.

 Связь между центром мониторинга и оборудованием внешнего мониторинга

Режим связи между центром мониторинга и оборудованием внешнего мониторинга в основном основан на технологии беспроводной связи, в частности, включая:

1. Связь GPRS/3G/4G/5G: использование сети мобильной связи для передачи данных, имеет преимущества широкого покрытия, высокой скорости передачи и хорошей стабильности. Этот метод применим к большинству сценариев гидрологического мониторинга, особенно тех, которые требуют удаленной передачи данных.

2. Спутниковая связь: В отдаленных районах или местах, не охваченных сетями мобильной связи, спутниковая связь может использоваться для передачи данных. Спутниковая связь имеет преимущества глобального покрытия и отсутствия географических ограничений, но стоимость ее относительно высока.

3. LoRa/NB-IoT: подходит для низкого энергопотребления и передачи данных на большие расстояния для приложений IoT.

4. RS485/Modbus: передача данных через последовательный интерфейс связи, подходящий для связи между устройствами на короткие расстояния.

 VII. Состояние развития и проблемы

В настоящее время относительно полная система гидрологического мониторинга может эффективно фиксировать и контролировать гидрологическую динамику основных речных бассейнов по всей стране, обеспечивая надежную поддержку данных и основу для принятия решений по управлению водными ресурсами, борьбе с наводнениями и засухами, защите окружающей среды и экономическому и социальному развитию. Однако отрасль гидрологического мониторинга все еще сталкивается с некоторыми проблемами, такими как:

1. Устаревание объектов: объекты гидрологического мониторинга в некоторых районах серьезно устарели и нуждаются в обновлении и обслуживании.

2. Несогласованные стандарты данных: стандарты данных не согласованы в разных регионах и секторах, что влияет на обмен данными и их анализ.

3. Феномен информационной изоляции: Феномен информационной изоляции широко распространен среди отделов, и отсутствует эффективный механизм обмена данными.

 VIII.Тенденции будущего развития

1. Разработка на основе данных: использование датчиков, беспилотников, спутникового дистанционного зондирования и других технологий для сбора в реальном времени многомерных данных об окружающей среде сельскохозяйственных угодий, росте сельскохозяйственных культур, метеорологических условиях и т. д. С помощью облачных вычислений и технологий больших данных можно хранить и обрабатывать большие объемы сельскохозяйственных данных, обеспечивая эффективное управление данными и возможности анализа.

2. Автоматизация и интеллект: Разработка автоматизированного оборудования, такого как интеллектуальные сельскохозяйственные машины, дроны и роботы, для реализации автоматизации и интеллекта во всем процессе посадки, удобрения, орошения и сбора урожая. В сочетании с Интернетом вещей и искусственным интеллектом он устанавливает интеллектуальную систему принятия решений, автоматически регулирует параметры сельскохозяйственного производства и повышает эффективность производства и использования ресурсов.

3. Интернет+Сельское хозяйство: использование интернет-технологий для реализации удаленного мониторинга и управления сельскохозяйственными угодьями, и фермеры могут проверять состояние сельскохозяйственных угодий в любое время и в любом месте с помощью приложений для мобильных телефонов. Создание сельскохозяйственной информационной платформы позволяет делиться и обмениваться сельскохозяйственными данными, повышает прозрачность информации и способствует оптимальному распределению ресурсов.

4. Точное земледелие: повышение эффективности сельскохозяйственного производства, сокращение отходов ресурсов и защита экологической среды за счет точного внесения удобрений, точного орошения, точного контроля и других технологий.

5. Экологичное сельское хозяйство: сокращение использования химических удобрений и пестицидов за счет разумного управления, снижение загрязнения окружающей среды и содействие устойчивому развитию сельского хозяйства.

 Подвести итог

Гидрологический мониторинг - это сложный и всеобъемлющий систематический проект, он осуществляется с помощью научных методов естественного мира в пространственном и временном распределении воды, закона изменения для мониторинга, измерения, анализа и раннего оповещения. Гидрологический мониторинг имеет большое значение для управления водными ресурсами, предотвращения наводнений и смягчения последствий стихийных бедствий, планирования водных ресурсов, защиты окружающей среды и сельскохозяйственного орошения. С прогрессом технологий и экономическим и социальным развитием отрасль гидрологического мониторинга откроет больше возможностей и проблем для развития. Благодаря постоянным технологическим инновациям и политической поддержке гидрологический мониторинг будет играть более важную роль в сельском хозяйстве и охране окружающей среды в будущем.