¿Qué es el monitoreo hidrológico?

Panorama general del monitoreo hidrológico

Definición y propósito del monitoreo hidrológico

Definición de monitoreo hidrológico:

El monitoreo hidrológico es un proceso continuo o intermitente de prueba de la fuente de agua, la cantidad de agua (incluyendo flujo, nivel de agua, marea de inundación), la calidad del agua (incluyendo sustancias orgánicas, inorgánicas y radiactivas y otros contaminantes de los indicadores integrales) y el ambiente ecológico de las aguas desde la perspectiva de la hidrología de lagos, ríos, humedales o cuerpos de agua terrestres.

Propósito del monitoreo hidrológico:

1. comprender el ciclo hidrológico: estudiar los patrones de movimiento y distribución del agua en la Tierra, incluyendo la evaporación, la precipitación, la escorrentía, el flujo de agua subterránea y otros procesos.

2. Gestión de los recursos hídricos: evaluar la cantidad, calidad y disponibilidad de los recursos hídricos y proporcionar una base para el desarrollo, la utilización y la protección racionales de los mismos.

3. Alerta temprana de desastres: monitorear señales de desastres naturales como inundaciones y sequías, y emitir alertas oportunas para reducir las pérdidas por desastres.

4. monitoreo ambiental: evaluar el impacto de las condiciones hidrológicas en el ecosistema, monitorear los cambios en la calidad del agua y proteger el ambiente acuático.

5. Diseño de ingeniería: proporcionar datos básicos para el diseño de proyectos de conservación de agua, como diseño de embalses, conducción de ríos, diseño de sistemas de drenaje urbano.

 En segundo lugar, el contenido del seguimiento hidrológico

Los principales contenidos del monitoreo hidrológico incluyen, entre otros:

1. Nivel del agua: medición y registro en tiempo real de los cambios del nivel del agua en cuerpos de agua utilizando medidores de nivel de agua y otros equipos.

2. Caudal: medir el caudal del cuerpo de agua a través de medidores de caudal, método de construcción hidráulica, método de medición de caudal de conversión de potencia unitaria y otras formas.

3. Caudal: medir el caudal del cuerpo de agua utilizando equipos como un medidor de caudal.

4. Calidad del agua: monitoreo del contenido y cambios de contaminantes como sustancias orgánicas, inorgánicas y radiactivas en los cuerpos de agua.

5. precipitaciones (nieve), evaporación, sedimentos, hielo y otros parámetros hidrológicos.

 En tercer lugar, métodos y técnicas de seguimiento hidrológico

1. seguimiento cualitativo:

   - Mediante la instalación de cámaras de adquisición de vídeo o imágenes en el río para la captura de imágenes, superpuestas al monitoreo de datos de caudal en tiempo real.

2. seguimiento cuantitativo:

   - Método del medidor de flujo: el uso de medidores de flujo electromagnéticos, ultrasónicos, láser y otros equipos para medir el flujo.

   - Método del medidor de agua: a través de las lecturas del medidor de agua para calcular el caudal.

   - Método constructivo hidráulico: aprovechamiento de los drenajes hidráulicos existentes en las edificaciones, a través de los factores hidráulicos medidos para calcular el caudal.

   - Método de medición de flujo de conversión de potencia unitaria: a través de la potencia del grupo electrógeno convertida en flujo.

   - Método de medidor de flujo convencional: utilizando un medidor de flujo tipo rotor y otros equipos para medir el caudal.

   - Método de medición de flujo de ondas de radar en tiempo real: uso de ondas de radar para medir el caudal.

   - Método de medición de flujo Doppler: el efecto Doppler de las ondas sonoras para medir el caudal.

 En cuarto lugar, la composición y características del sistema de monitoreo hidrológico

Composición del monitoreo hidrológico:

1. Centro de monitoreo: incluye servidores, línea de red pública (o línea móvil), software del sistema de monitoreo hidrológico.

2. Red de comunicación: el uso del modo de comunicación inalámbrica para la transmisión en tiempo real de datos de monitoreo.

3. Equipos de monitoreo frontal: como medidores de nivel de agua, pluviómetros, medidores de flujo, monitores de calidad del agua, etc.

4. Equipo de medición: se utiliza para recolectar y registrar parámetros hidrológicos.

Características del monitoreo hidrológico:

1. Distancia de transmisión de datos: admite transmisión de datos remota, aplicable a una amplia gama de áreas geográficas.

2. Alta precisión: uso de instrumentos y equipos de alta precisión para proporcionar datos precisos y confiables.

3. Alto grado de automatización: muchos dispositivos de monitoreo pueden realizar operaciones automatizadas, reduciendo la intervención manual.

4. Red flexible y conveniente: admite una variedad de métodos de comunicación para adaptarse a diferentes necesidades ambientales.

 V. Áreas de aplicación del monitoreo hidrológico

El sistema de monitoreo hidrológico se utiliza ampliamente en:

1. Ríos, lagos, embalses: seguimiento del nivel del agua, caudal, temperatura del agua y otros parámetros. 

2. agricultura: monitoreo de la humedad de las tierras de cultivo, monitoreo de la humedad del suelo, monitoreo del agua de riego, monitoreo del agua de acuicultura, etc. 

3. Industria: monitoreo de la calidad del agua y control total de vertidos para el tratamiento de aguas residuales de fábricas.

4. Medio ambiente: monitoreo automático del entorno ecológico y del entorno agrícola.

5. Planificación urbana: sistema de drenaje urbano, control de inundaciones y drenaje, etc.

 En sexto lugar, la importancia y el papel del monitoreo hidrológico

1. Proporcionar una base para la regulación de los recursos hídricos: acceso oportuno a los datos hidrológicos, gestión y desarrollo de los recursos hídricos para proporcionar una base científica. 2. Proteger el medio ambiente acuático: acceso oportuno a la gestión y el desarrollo de los recursos hídricos.

2. Proteger el medio ambiente acuático: conocer oportunamente el cuerpo de agua y su entorno, tomar medidas apropiadas para proteger los estándares de calidad del agua, reducir la contaminación del agua.

3. Mejorar la eficiencia del desarrollo y utilización de los recursos hídricos: brindar apoyo para el desarrollo y la utilización de los recursos hídricos de acuerdo con los cambios en las precipitaciones y los lagos.

4. Predicción del nivel del agua y prevención y mitigación de desastres: predecir cambios en la superficie de las inundaciones, prevenir inundaciones y brindar apoyo a la toma de decisiones para la prevención y mitigación de desastres.

 Principales funciones y roles de las estaciones de monitoreo hidrológico

1. Monitoreo de los cambios en el nivel del agua:

   - Medir y registrar los cambios en el nivel de agua de ríos, lagos, embalses y otras aguas en tiempo real o de forma regular para proporcionar una base para la toma de decisiones sobre la programación de embalses, la prevención de inundaciones y la alerta temprana, así como la restauración ecológica de los ríos.

2. Recopilar datos de precipitaciones:

   - A través del pluviómetro de cangilones basculantes y otros equipos, se mide con precisión la precipitación pluvial para brindar apoyo al control de inundaciones y drenaje, gestión de recursos hídricos y respuesta a emergencias.

3. Medición de la velocidad de flujo y caudal:

   - Utilizando medidores de flujo de radar, medidores de velocidad ADCP y otros equipos, monitoreo en tiempo real de la velocidad del flujo y el caudal del cuerpo de agua, para comprender el flujo de las aguas y la distribución de los recursos hídricos.

4. Monitoreo de la calidad del agua:

   - Recolectar periódicamente muestras de agua para el análisis de la calidad del agua, medir indicadores como el oxígeno disuelto, la turbidez, el pH y la composición química, evaluar la salud de los cuerpos de agua, monitorear la contaminación del agua y proporcionar una base científica para el suministro de agua y la protección del medio ambiente acuático.

5. Recopilación de datos meteorológicos:

   - Las observaciones incluyen elementos meteorológicos como la precipitación, la evaporación, la temperatura, la humedad, la presión barométrica y el viento, que son esenciales para la predicción del tiempo y la investigación del cambio climático.

6. Apoyo a la investigación científica:

   - Los datos recopilados proporcionan información básica para la investigación científica en muchos campos, como la hidrología, la climatología y la ecología.

 Ventajas y desventajas del monitoreo hidrológico

Ventajas del monitoreo hidrológico:

1. Tiempo real y continuidad: a través de equipos automatizados y tecnología de transmisión remota, los datos se pueden monitorear y transmitir en tiempo real, para que los tomadores de decisiones puedan comprender los cambios hidrológicos de manera oportuna. 2. Precisión y exhaustividad.

2. Precisión y exhaustividad: Utiliza instrumentación de alta precisión para proporcionar datos precisos y fiables. Al mismo tiempo, permite monitorizar múltiples elementos hidrológicos y analizar exhaustivamente las tendencias de los cambios hidrológicos.

3. Amplia gama de aplicaciones: no solo para el monitoreo de cuerpos de agua naturales, sino que también se puede aplicar al monitoreo de cuerpos de agua artificiales como sistemas de drenaje urbano y plantas de tratamiento de agua.

Desventajas del monitoreo hidrológico:

1. Altos costos de construcción, operación y mantenimiento: es necesario comprar e implementar una gran cantidad de equipos de monitoreo y establecer las correspondientes instalaciones de transmisión y almacenamiento de datos, lo que cuesta mucho dinero y mano de obra.

2. Dificultades para estandarizar y compartir datos: las distintas regiones y departamentos utilizan equipos de monitoreo y formatos de datos inconsistentes, lo que genera dificultades en la integración y el análisis de datos.

 Formas de realizar la transmisión y análisis de datos en tiempo real en el sistema de monitoreo hidrológico

1. Recopilación de datos:

   - Recopilar datos hidrológicos a través de diversos sensores (por ejemplo, pluviómetro, medidor de nivel de agua, caudalímetro, etc.).

2. almacenamiento de datos:

   - El equipo de monitoreo generalmente tiene una función de almacenamiento incorporada para guardar temporalmente los datos recopilados.

3. Transmisión de datos:

   - Transmisión por cable: los datos se transmiten al centro de procesamiento de datos a través de una red cableada (por ejemplo, Ethernet).

   - Transmisión inalámbrica: transmisión de datos mediante tecnologías inalámbricas como ondas de radio, comunicaciones por satélite, redes móviles (por ejemplo, 4G/5G, NB-IoT, GPRS, CDMA, comunicaciones por satélite Beidou).

4. Recepción de datos:

   - El centro de procesamiento de datos recibe datos de cada estación de monitoreo.

5. Análisis de datos:

   - Análisis en tiempo real: Utiliza software especializado para procesar y analizar los datos en tiempo real, generando gráficos, informes, etc.

   - Análisis posterior: Realice un análisis más profundo de los datos almacenados para realizar investigaciones de tendencias a largo plazo, calibración de modelos, etc. 

6. Intercambio y difusión de datos:

   - Intercambio interno: compartir datos dentro de los departamentos u organizaciones relevantes.

   - Divulgación externa: divulgación de datos de monitoreo e información de alerta al público a través de sitios web, aplicaciones móviles y otras plataformas.

A través de estos pasos, el sistema de monitoreo hidrológico puede lograr la rápida recolección, transmisión, análisis y aplicación de datos hidrológicos, brindando apoyo para la gestión de recursos hídricos, la alerta de desastres y la investigación científica.

Resumir:

El monitoreo hidrológico es una actividad científica de observación y medición continua de los cambios dinámicos de los cuerpos de agua naturales a través de una serie de medios y equipos técnicos. Su propósito principal es comprender el ciclo hidrológico, gestionar los recursos hídricos, advertir sobre desastres, proteger el medio ambiente y respaldar el diseño de ingeniería. El contenido del monitoreo incluye el nivel del agua, el flujo, la tasa de flujo, la calidad del agua, la lluvia, la evaporación, etc. Los métodos de monitoreo incluyen el monitoreo cualitativo (por ejemplo, la filmación de video) y el monitoreo cuantitativo (por ejemplo, el método del medidor de flujo, el método de medición del flujo de ondas de radar). El sistema de monitoreo consta de equipos frontales (por ejemplo, medidor de nivel de agua, pluviómetro, medidor de flujo), un sistema de transmisión de datos (por ejemplo, 4G/5G, comunicación satelital) y una plataforma de procesamiento de datos back-end para realizar la recopilación, transmisión y análisis de datos en tiempo real. 

Las principales funciones de la estación de monitoreo hidrológico incluyen la recopilación de datos en tiempo real, la alerta temprana de desastres, la gestión de recursos hídricos, la protección de la calidad del agua y la investigación ambiental. Sus ventajas son la alta precisión en tiempo real y su amplia aplicación, pero los costos de construcción, operación y mantenimiento son elevados, y existen desafíos en la estandarización y el intercambio de datos. Estos sistemas brindan un sólido apoyo a la gestión de recursos hídricos, la prevención de desastres y la investigación científica.