Quels équipements sont utilisés en hydrologie ?

Quels équipements sont utilisés en hydrologie ?

En hydrologie, divers équipements sont utilisés pour surveiller et analyser les phénomènes hydrologiques. Voici quelques-uns des équipements de surveillance hydrologique les plus couramment utilisés, ainsi qu'une brève présentation :

 I. Équipement de surveillance du niveau d'eau

1. Indicateur de niveau d'eau radar

   Principe de fonctionnement : utilisation d'ondes électromagnétiques pour détecter le niveau d'eau. Le radar de niveau d'eau, équipé d'une antenne, émet des impulsions radar qui, lorsqu'elles rencontrent la surface de l'eau, sont réfléchies. Le calcul de l'intervalle de temps entre l'émission et la réception de l'impulsion permet d'obtenir la distance entre le radar et la surface de l'eau. Le niveau d'eau en temps réel est calculé en fonction de l'altitude de l'installation.

   - Utilisation : Utilisé pour la surveillance en temps réel des changements de niveau d'eau dans les rivières, les lacs, les réservoirs et autres plans d'eau.

2. Indicateur de niveau d'eau à flotteur

   - Principe de fonctionnement : grâce au flotteur de haut en bas, les changements de niveau d'eau sont reflétés et ce changement est converti en un signal électrique pour la transmission et le traitement.

   - Utilisation : convient à la surveillance du niveau d'eau de divers plans d'eau, tels que les rivières, les lacs, les réservoirs, etc.

3. indicateur de niveau d'eau à ultrasons

   Principe de fonctionnement : le transducteur ultrasonique émet une impulsion ultrasonique haute fréquence. Lorsque l'impulsion rencontre la surface de l'eau, elle est réfléchie. Une partie de l'écho réfléchi est reçue par le transducteur et convertie en signal électrique. Le temps écoulé entre l'émission et la réception est proportionnel à la distance entre la sonde et la surface de l'eau, ce qui permet de calculer le niveau d'eau.

   - Utilisation : Utilisé pour la surveillance du niveau d'eau dans les alertes d'inondation, la gestion des ressources en eau et d'autres scénarios.

4. Indicateur de niveau d'eau sous pression

   - Principe de fonctionnement : déduire le niveau d'eau en mesurant la pression du plan d'eau, applicable aux environnements en eau profonde.

   - Utilisation : utilisé pour la surveillance du niveau d'eau dans un environnement en eau profonde.

 II. Équipement de surveillance du débit

1. Débitmètre

   - Principe de fonctionnement : utiliser le principe mécanique ou électromagnétique pour mesurer la vitesse d'écoulement de l'eau, puis calculer le débit.

   - Taper:

     - Tachymètres mécaniques : tels que les tachymètres à rotor, les tachymètres à coupelle rotative, à travers le flux d'eau pour favoriser la rotation du rotor ou de la coupelle rotative, la vitesse de rotation est proportionnelle au débit.

     - Tachymètres électromagnétiques : Calculent le débit en mesurant la variation de tension générée lorsque l'eau traverse un champ magnétique, adapté aux plans d'eau ayant une bonne conductivité électrique.

     - Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) : émet des ondes acoustiques et calcule la vitesse d'écoulement en mesurant le décalage Doppler des ondes acoustiques dans une masse d'eau en mouvement, adapté aux rivières, aux lacs et aux océans.

   - Utilisations : Convient pour la surveillance du débit dans les rivières, les canaux et autres plans d'eau.

2. Débitmètre

   - Principe de fonctionnement : Calculer le débit en mesurant la vitesse d'écoulement et la section transversale d'un fluide dans un tuyau.

   - Taper:

     - Débitmètre électromagnétique : utilisation du principe d'induction électromagnétique pour mesurer le débit et le débit, applicable aux liquides conducteurs.

     - Débitmètre à ultrasons : utilisation de la différence de temps de propagation des ultrasons ou de l'effet Doppler pour mesurer le débit et le débit, applicable à une variété de fluides.

     - Débitmètre à distance laser : utilisation du principe de distance laser pour mesurer le débit et le débit, applicable à la mesure de haute précision.

   - Utilisation : largement utilisé dans l'irrigation industrielle, agricole et d'autres domaines de surveillance des débits.

 Équipement de surveillance de la qualité de l'eau

1. Moniteur de qualité de l'eau

   - Principe de fonctionnement : utilisation de méthodes chimiques, physiques ou biologiques pour surveiller les indicateurs dans la masse d'eau, tels que la turbidité, le pH, l'oxygène dissous, la conductivité, etc.

   - Types :

     - Moniteur de paramètres physiques : tel que thermomètre, turbidimètre, conductimètre.

     - Moniteur de paramètres chimiques : tels que pH-mètre, potentiel redox, électrode sélective d'ions.

     - Moniteur de paramètres biologiques : tel qu'un compteur d'oxygène dissous.

     - Moniteur complet de qualité de l'eau : intégration d'une variété de capteurs, peut surveiller simultanément une variété de paramètres de qualité de l'eau.

     - Moniteur de qualité de l'eau portable : petite taille, facile à transporter, adapté aux tests rapides sur site.

     - Système de surveillance de la qualité de l'eau en ligne : surveillance automatique continue des paramètres de qualité de l'eau, transmission des données en temps réel.

   - Utilisation : Utilisé pour surveiller et évaluer l'état de la qualité de l'eau des masses d'eau et fournir un support de données pour la protection et la gestion des ressources en eau.

 Équipement de surveillance des précipitations

1. Pluviomètre

   - Principe de fonctionnement : Calculer les précipitations en collectant l'eau de pluie et en mesurant son volume.

   - Taper:

     - Pluviomètre standard : adapté à la mesure des précipitations à long terme et à un emplacement fixe.

     - Pluviomètre à auget basculant : adapté à l'enregistrement automatique et à la transmission à distance des données.

     - Pluviomètre laser : Fournit des mesures sans contact et très précises.

   - Utilisations : Utilisé pour surveiller et enregistrer les précipitations et fournir un support de données pour les prévisions météorologiques et la gestion des ressources en eau.

2. Évapotranspirateur

   - Principe de fonctionnement : Calcule l'évaporation en mesurant le taux d'évaporation à la surface de l'eau.

   - Utilisations : Utilisé pour étudier le processus d'évaporation des masses d'eau et évaluer la perte par évaporation des ressources en eau.

 V. Équipement de surveillance météorologique

1. capteurs météorologiques

   - Principe de fonctionnement : Utilisé pour surveiller la température, l'humidité, la pression atmosphérique et d'autres éléments météorologiques dans l'atmosphère.

   - Taper:

     - Thermomètres : mesurent la température de l'eau et de l'air.

     - Hygromètre : Mesure l'humidité de l'air.

     - Baromètre : Mesure la pression atmosphérique.

     - Capteurs de vitesse et de direction du vent : surveillent la force et la direction du vent.

     - Capteur de rayonnement solaire : évalue l'apport d'énergie solaire.

   - Objectif : Fournir des données auxiliaires pour les prévisions météorologiques et la surveillance hydrologique.

 VI. Équipement de surveillance de l'humidité du sol

1. Capteur d'humidité du sol

   - Principe de fonctionnement : Utilisé pour mesurer l'humidité et la teneur en eau du sol.

   - Taper:

     - Conductimètre : utilise la conductivité du sol pour mesurer l'humidité du sol.

     - Humidimètre de sol à capacité : mesure l'humidité du sol en utilisant le principe du condensateur.

     - Tensiomètre d'humidité : Mesure la tension d'humidité du sol en utilisant le principe capillaire.

   - Utilisation : Utilisé pour étudier la relation entre les eaux de surface et les eaux souterraines et le rôle de l'évaporation.

 VII. Équipement de surveillance des sédiments

1. Moniteur de sédiments

   - Principe de fonctionnement : Utilisé pour surveiller les particules solides en suspension, la teneur en sédiments, etc. dans les plans d'eau.

   - Taper:

     - Échantillonneur de sédiments : utilisé pour collecter des échantillons de sédiments dans les plans d'eau.

     - Capteur de diffusion laser : mesure la concentration et la distribution granulométrique des particules en suspension à l'aide du principe de diffusion laser.

   - Utilisations : Utilisé pour évaluer la teneur en sédiments et les caractéristiques des sédiments dans les plans d’eau.

 VIII. Autres équipements auxiliaires

1. Équipement d'acquisition et de transmission de données

   - Fonction : responsable de la transmission en temps réel des données collectées par l'équipement de surveillance au centre de données ou aux institutions concernées pour analyse et application ultérieures.

   - Taper:

     - Unité d'acquisition de données (DAQ) : comprenant un microprocesseur, un convertisseur analogique-numérique et une mémoire, responsable du traitement initial et du stockage des données.

     - Module de communication : comprend la communication filaire (par exemple RS485, MBUS, Ethernet, fibre optique) et la communication sans fil (par exemple GPRS/3G/4G/5G, LoRa, NB-IoT, communication par satellite).

   - Importance : Assurer la rapidité et l’exactitude des données de surveillance.

2. Système d'alimentation en énergie solaire

   - Fonction : Assurer une alimentation énergétique continue aux stations hydrologiques des zones reculées afin d'assurer le fonctionnement à long terme des équipements.

   - Utilisation : Applicable aux stations de surveillance éloignées du réseau électrique.

3. Équipement de protection

   - Fonction : Comprend des installations de protection contre la foudre et des boîtiers étanches pour assurer le fonctionnement sûr et stable de l'équipement dans des conditions météorologiques défavorables.

   - Objectif : Protéger l'équipement de surveillance contre les dommages.

4. Supports de montage et équipement de fixation

   - Fonction : Assure une installation stable des capteurs, une mesure précise et s'adapte aux différentes conditions de terrain et d'eau.

   - Objectif : Assurer la fiabilité des données de surveillance.

5. Équipement de traitement et de stockage des données

   - Fonction : pour traiter, analyser et stocker les données transmises pour une utilisation ultérieure.

   - Taper:

     - Serveur : Équipement de calcul et de stockage haute performance pour prendre en charge le traitement et le stockage de données à grande échelle.

     - Système de gestion de base de données : pour le stockage, la gestion et l'interrogation des données, prenant en charge plusieurs formats de base de données.

     - Logiciel de visualisation de données : pour l'affichage et l'analyse des données, offrant une vue intuitive des données.

6. Système d'alarme

   - Fonction : lorsque les données de surveillance dépassent le seuil prédéfini, il peut automatiquement envoyer un signal d'alarme pour rappeler au personnel concerné de prendre des contre-mesures.

   - Taper:

     - Alarme sonore et lumineuse : émet des signaux sonores et lumineux, applicables à l'alarme sur site.

     - Alarme SMS : avertir le personnel concerné par SMS, applicable à l'alarme à distance.

     - Système d'alarme par courrier électronique : avertir le personnel concerné par courrier électronique, applicable à l'alarme à distance.

     - Système d'alarme de plate-forme : envoie des informations d'alarme via la plate-forme de surveillance, prenant en charge une variété de méthodes d'alarme.

 Résumer

Il existe de nombreux types d'équipements utilisés en hydrologie, chacun ayant son propre principe de fonctionnement et son propre usage. Ensemble, ces appareils constituent la base du système de surveillance hydrologique, fournissant des données essentielles pour la gestion des ressources en eau, les prévisions météorologiques, la prévention et l'atténuation des catastrophes, entre autres domaines. Grâce à l'application intégrée de ces appareils, il est possible d'acquérir une compréhension globale de tous les aspects du cycle de l'eau, des précipitations à l'évaporation, en passant par le ruissellement et l'évolution de la qualité de l'eau, et de fournir une base scientifique pour la gestion des ressources en eau, les alertes aux inondations, les études écologiques et la planification des ressources en eau.