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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Excel507

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