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第1章 绪论1

1.1 水文监测面临的挑战1

1.1.1 社会发展提出了新目标1

1.1.2 防洪抗旱提出了新要求2

1.1.3 水资源管理提出了新需求2

1.1.4 生态环境保护提出了新任务2

1.1.5 水工程建设与运行提出了新要求3

1.1.6 信息化社会提供了技术支撑与保障3

1.2 水文监测需求3

1.2.1 防洪安全对水文监测的需求4

1.2.2 各类工程建设对水文监测的需求6

1.2.3 最严格水资源管理对水文监测的需求6

1.2.4 社会对水文监测的其他需求8

1.3 本书的主要内容9

第2章 现代水文监测体系10

2.1 我国水文监测体系发展10

2.1.1 1949年以前10

2.1.2 1949—1957年11

2.1.3 1958—1978年年底11

2.1.4 1978年年底一2007年12

2.1.5 2007年以后13

2.2 国外水文监测体系概况14

2.2.1 美国水文监测14

2.2.2 其他国家水文监测简介18

2.3 现代水文监测体系19

2.3.1 水文监测体系的组成19

2.3.2 国内外水文监测体系差异20

2.3.3 我国水文监测体系存在的问题21

2.3.4 水文监测体系创新22

2.4 现有技术标准的发展25

2.4.1 我国现有标准概况25

2.4.2 现有主要标准适应性评价26

第3章 降水与蒸发观测29

3.1 降水量观测29

3.1.1 降水量观测要求和方法29

3.1.2 人工观测降雨量30

3.1.3 人工观测固态降水量31

3.1.4 虹吸式雨量计简介32

3.1.5 翻斗式雨量计33

3.1.6 称重式雨量计40

3.1.7 测量水位型雨量计简介42

3.1.8 光学雨量计45

3.1.9 雨雪量计46

3.1.10 雪量计50

3.1.11 降水量观测数据的输出和记录51

3.1.12 降水量仪器的安装51

3.1.13 降水量观测误差简述52

3.1.14 雷达测雨简介57

3.2 水面蒸发观测58

3.2.1 水面蒸发观测要求58

3.2.2 20cm蒸发器（皿）59

3.2.3 E601 B型水面蒸发器60

3.2.4 国外应用的水面蒸发器61

3.2.5 自动蒸发器62

3.2.6 大型水面蒸发池65

3.2.7 蒸发量观测误差简述65

第4章 水位观测67

4.1 水位观测方法和要求67

4.1.1 水位观测方法67

4.1.2 水位观测要求67

4.2 水位观测设备69

4.2.1 水尺69

4.2.2 水位测针69

4.2.3 悬锤式水位计71

4.2.4 浮子式水位计71

4.2.5 压力式水位计78

4.2.6 超声波水位计90

4.2.7 雷达水位计93

4.2.8 电子水尺95

4.2.9 磁致伸缩水位计97

4.2.10 激光水位计98

4.2.11 触点式报警水位计99

4.2.12 洪峰水尺100

4.3 水位观测平台100

4.3.1 水位观测平台的类型101

4.3.2 水位观测平台的技术要求104

第5章 流量测验106

5.1 流量测验方法和仪器106

5.1.1 流量测验方法106

5.1.2 流量测验仪器106

5.2 流量测验载体的自动化113

5.2.1 渡河设施设备简介113

5.2.2 水文缆道115

5.2.3 水文测船120

5.2.4 水文测桥126

5.2.5 测量飞机130

5.3 常规流量测验131

5.3.1 流速仪法测流132

5.3.2 浮标法测流132

5.4 快速流量测验132

5.4.1 声学多普勒流速仪法132

5.4.2 航空摄影法172

5.5 流量实时在线监测173

5.5.1 电波流速仪法173

5.5.2 定点式声学多普勒流速仪法174

5.5.3 积宽法180

5.5.4 积深法182

5.5.5 声学时差法184

5.5.6 电磁法190

第6章 泥沙测验196

6.1 悬移质泥沙常规测验196

6.1.1 悬移质泥沙测验方法196

6.1.2 悬移质泥沙测验仪器196

6.2 现场快速悬移质监测技术198

6.2.1 现场快速泥沙测量技术198

6.2.2 光学后向散射测沙207

6.2.3 激光衍射测沙213

6.3 推移质泥沙测验232

6.3.1 概述232

6.3.2 推移质输沙率测验236

6.3.3 实测推移质输沙率的计算240

6.4 河床质泥沙测验242

6.4.1 河床质取样方法242

6.4.2 河床质采样仪器243

6.4.3 河床质泥沙测验250

6.4.4 床沙颗粒级配分析及沙样处理250

6.4.5 床沙资料计算251

6.5 泥沙颗粒级配分析251

6.5.1 传统泥沙颗粒级配分析技术251

6.5.2 现代泥沙颗粒级配分析技术252

6.5.3 泥沙颗分资料的整理258

第7章 地下水和墒情监测262

7.1 地下水监测262

7.1.1 地下水水位监测262

7.1.2 地下水水质监测275

7.1.3 地下水水温监测284

7.1.4 地下水出水量的监测287

7.2 墒情监测288

7.2.1 墒情和土壤含水量288

7.2.2 土壤含水量表示方法和测量要求289

7.2.3 土壤含水量测量方法和仪器290

7.2.4 土壤水分监测仪器的检测308

第8章 水质现场快速监测和在线自动监测310

8.1 水质监测方法和仪器310

8.1.1 水质监测方法310

8.1.2 水质监测仪器310

8.2 水质现场快速监测311

8.2.1 快速检测箱法311

8.2.2 便携式仪器法312

8.2.3 综合毒性检测法315

8.2.4 常用仪器的使用和维护315

8.3 水质在线自动监测320

8.3.1 水质在线自动监测系统的组成320

8.3.2 电极法监测仪323

8.3.3 湿化学法监测仪326

8.3.4 光谱法监测仪331

8.3.5 生物类监测仪332

第9章 水生态监测334

9.1 水生态监测基本定义及方法334

9.1.1 水生态监测概况334

9.1.2 水生态监测的特点334

9.1.3 水生态监测主要指标335

9.1.4 水生态监测主要方法335

9.2 水生态监测设备336

9.2.1 采样工具336

9.2.2 主要分析工具及监测仪器设备340

9.3 水生态状况调查346

9.3.1 主要调查内容346

9.3.2 水生态调查方法347

9.4 水生态监测断面布设347

9.4.1 断面布设原则347

9.4.2 布设方法与要求348

9.4.3 采样时间与监测频次348

9.5 采样及检测分析349

9.5.1 浮游植物监测349

9.5.2 浮游动物监测353

9.5.3 着生生物监测355

9.5.4 底栖生物监测357

9.5.5 鱼类监测359

9.5.6 大型水生维管束植物监测362

9.5.7 叶绿素监测364

9.5.8 生物样品保存方法366

9.5.9 质量保证与控制367

9.6 水生态评价方法368

9.6.1 指示生物法368

9.6.2 生物指数法368

9.6.3 种类多样性指数法368

9.6.4 生物完整性指数369

9.7 现代技术在水生态监测中的应用369

9.7.1 水生态在线自动监测369

9.7.2 遥感监测372

9.7.3 分子生物学技术373

9.7.4 鱼类声学追踪系统374

第10章 水下地形测量376

10.1 水下地形测量的内容与要求376

10.1.1 控制测量376

10.1.2 水深测量378

10.1.3 水位控制测量380

10.1.4 水体边界地形测量380

10.1.5 水边线测量381

10.1.6 水文大断面测量382

10.1.7 数字化测图383

10.2 水下地形测量技术384

10.2.1 平面定位384

10.2.2 水下测深394

10.2.3 水位观测402

10.2.4 水下淤泥观测404

10.3 水下地形测量关键步骤406

10.3.1 有验潮水下地形测量406

10.3.2 无验潮水下地形测量418

10.4 水下地形测量中典型问题的处理419

10.4.1 问题的提出419

10.4.2 问题的处理与解决420

10.5 水下地形数据整理与成图425

10.5.1 水下地形数据整理425

10.5.2 水下地形成图427

第11章 应急监测431

11.1 应急监测的特点及主要工作内容431

11.1.1 突发性水事件的特性431

11.1.2 水文应急监测的特点432

11.1.3 应急监测的主要任务及监测对象434

11.1.4 水文应急监测的主要仪器设备435

11.2 应急监测的组织管理与实施438

11.2.1 应急监测的组织管理438

11.2.2 水文应急监测实施440

11.2.3 水文应急监测报告编制441

11.3 分洪与溃口洪水监测441

11.3.1 溃口水位监测及口门宽度测量442

11.3.2 分洪溃口流量测验444

11.3.3 溃口最大流量及沿程最大流量计算450

11.4 堰塞湖监测452

11.4.1 堰塞湖监测的主要工作内容453

11.4.2 应急控制网的建立及实施454

11.4.3 堰塞湖坝体测量454

11.4.4 堰塞湖水位监测456

11.4.5 堰塞湖区降水量观测457

11.4.6 堰塞湖流量监测457

11.4.7 堰塞湖水体测量458

11.4.8 下游河道地形测量459

11.4.9 应用举例：唐家山堰塞湖水文应急监测460

11.5 冰塞冰坝监测464

11.5.1 冰塞冰坝监测的主要工作内容464

11.5.2 冰塞冰坝监测464

11.5.3 冰坝特征估算465

11.6 突发性水污染事件监测466

11.6.1 突发性水污染事件的分类及特点466

11.6.2 应急监测的作用及基本要求467

11.6.3 应急监测的组织管理和工作形式468

11.6.4 应急监测的主要方法471

11.6.5 现场应急监测的主要仪器472

11.6.6 移动应急监测实验室472

11.6.7 应急监测的质量保证474

11.6.8 应急监测的成果处理及报告编制475

第12章 水文巡测组织与实施477

12.1 巡测优先的技术路线477

12.2 流量巡测的技术基础477

12.2.1 水位－流量关系单值化模型478

12.2.2 水位－流量关系多项式模型483

12.2.3 水位－流量关系绳套线模型486

12.2.4 其他经典水位－流量关系模型486

12.2.5 美国水位－流量关系模型487

12.3 泥沙巡测的技术基础488

12.3.1 悬移法泥沙与流量异步测验488

12.3.2 现场快速泥沙测验技术——声学多普勒测沙技术489

12.4 测验方式的选择492

12.4.1 测验方式分类492

12.4.2 确立测验方式的基本原则492

12.4.3 测验方式与测验精度493

12.4.4 测验方式方法分析494

12.5 巡测方案的制定494

12.5.1 测区划分494

12.5.2 巡测方式495

12.5.3 巡测时机495

12.5.4 巡测路线496

12.5.5 巡测要求496

12.5.6 巡测资源配置496

12.6 暴雨洪水调查497

12.6.1 调查的目的497

12.6.2 调查的方法与内容497

12.6.3 洪水调查498

12.6.4 暴雨调查501

第13章 水文自动测报系统504

13.1 水文自动测报系统的基本概念504

13.2 数据采集传输的方法和设备506

13.2.1 数据采集传输的方法506

13.2.2 数据采集设备508

13.3 信息传输技术517

13.3.1 概述517

13.3.2 信道及其特点517

13.3.3 通信设备及路由520

13.3.4 组网523

13.3.5 中心站数据传输523

13.4 供电524

13.4.1 中心站的供电524

13.4.2 测站的供电524

13.4.3 超短波中继站的供电系统529

13.5 避雷529

13.5.1 雷电的分类529

13.5.2 水文自动测报系统的防雷设计要求530

13.5.3 水文自动测报系统中常用的防雷措施531

13.6 水文数据存储535

13.6.1 在站数据存储535

13.6.2 数据下载536

第14章 水文数据处理与管理538

14.1 概述538

14.1.1 水文数据的类型538

14.1.2 水文数据的处理、传输与存储538

14.1.3 水文数据的特点与管理539

14.1.4 水文数据处理与存储流程540

14.2 水文资料整编541

14.2.1 概述541

14.2.2 水位资料整编542

14.2.3 流量资料整编545

14.2.4 泥沙资料整编568

14.2.5 水文资料整编技术577

14.2.6 水文资料审查的主要方法586

14.2.7 中小河流水文资料整编586

14.3 水文年鉴及汇编587

14.3.1 水文年鉴587

14.3.2 水文年鉴汇编588

14.3.3 汇编质量控制589

14.4 水文数据库589

14.4.1 水文数据库总体架构589

14.4.2 水文数据库物理模型591

14.4.3 水文数据库逻辑模型592

14.4.4 水文数据库存储内容593

14.4.5 水文数据库管理593

14.4.6 水文数据库应用与服务596

14.5 信息共享平台599

14.5.1 平台总体架构599

14.5.2 平台功能结构600

14.5.3 信息共享服务体系601

14.5.4 共享服务内容602

第15章 展望603

15.1 水文监测的发展动力603

15.2 水文监测的发展趋势604

15.3 智慧水文监测体系605

15.3.1 体系结构605

15.3.2 天基监测606

15.3.3 空基监测608

15.3.4 陆基监测609

15.4 面雨量和水面蒸发自动监测613

15.4.1 高分辨区域面雨量自动监测系统613

15.4.2 TRMM与GPM614

15.4.3 水面蒸发自动监测616

15.5 水位－流量自动监测617

15.5.1 非接触水体测流法617

15.5.2 粒子成像测速法618

15.6 泥沙测验619

15.7 水质监测620

15.8 水下地形测量621

15.8.1 水下机器人621

15.8.2 机载激光测深621

15.8.3 高分辨率测深侧扫声呐和多波束测深组合系统622

15.8.4 三维激光扫描仪623

15.9 水生态监测624

参考文献625