打印本頁随着水資源科學的發展和科學計算領域的新突破，美國地質調查局研發出新一代水文監測系統，該系統将以更低成本更快速的方式，為更多地區提供實時水質水量監測數據。
新一代水文監測系統将水、陸、空中固定和移動監測設備整合為一體，包括了創新型網絡攝像頭、新型陸地和空間傳感器。當全面運行時，新一代水文監測系統能夠在流水量、蒸發量、積雪量、土壤濕度、水質、地表水/地下水連接性、流速分布、沉積物運移和水資源利用等方面提供高精準時空分辨率數據。該系統研發以美國地質調查局合作夥伴和利益相關方的需求為核心，産生的數據和信息能夠幫助其更精準地預測水資源短缺情況，更快速地應對水資源災害。
新一代水文監測系統在特拉華河流域進行了試點工作，為其在全國重複雜州際河系推廣使用提供了典範。
2019年11月，美國西部流域——科羅拉多河上遊流域被納入新一代水文監測網絡，對該流域的研究，将有助于提高區域性融雪補給為主的水資源預測能力。
一、新一代水文監測系統的特點
（1）最頂尖的測量技術
（2）在選定區域布置密集的傳感器陣列
（3）時空覆蓋範圍更廣
（4）最新的技術測試和實施
（5）運行效率提高
（6）現代化實時數據存儲與傳輸
為發布最精準的洪水和幹旱預警，推動應急水資源管理決策支持系統建立，新一代水文監測系統産生的數據将支持模型化開發工具，并解決如下難題：
（1）從近、長期來看，導緻洪水和幹旱發生的風險有哪些？又怎樣規避這些風險？
（2）季節性積雪儲水量是多少？影響水供應的因素有哪些？
（3）目前是否處于幹旱的早期階段？幹旱區生态恢複需要多久？
（4）有多少水被蒸發？
（5）水質如何？在幹濕季節水質有何變化？
（6）地下水對河流流量的影響有多大？反之亦然。
使用無人機載探地雷達系統測繪河流水深（白色設備）
二、新技術的應用
新一代水文監測系統促進了監測技術和方法的創新與發展，讓數據獲取更為快捷且成本更低，這一創新有望獲取更多類型的高精準時空數據頻率。測試點主要是監測範圍内的主要幹流和一些小河流，這為美國地質調查局和相關團體打造了一個嚴格、透明、創新型監測技術測試平台。熱點技術涵蓋了遙感地表水速度的雷達和圖像測速技術、測量水深提高流量預估能力的無人機載探地雷達、監測連續性水質和懸浮沉積物的新型傳感器等。這些新技術終将突破原有測試範圍被應用于美國其他流域，成為常規型監測操作。
美國地質調查局正在推進大規模粒子圖像測速(LSPIV)的使用（一種先進的視頻分析技術，用來測量河流流量）
三、新一代水文監測系統設計策略
美國地質調查局提供地質類科學信息已有近140年曆史。目前（2019年），美國地質調查局操作着全國實時可持續性監測網絡，該網絡由8200多個流量觀測站，2100個水質監測站，1700個地下水位監測井和1000個雨量站組成。每年美國地質調查局的水文工作者都會進行成千上萬次離散水文測量。美國地質調查局的數據訪問量年度超過6億7千萬次，然而，當前國家河流監測網僅能監測一些關鍵流域，河流覆蓋率不到全國1%，這種采樣密度雖有助于了解對比當前和過去的水文數據狀況（例如，參見網址：http://waterwatch.usgs.gov），但不足以預測大流域内氣候、地表水、地下水和土壤濕度之間的相互關系。
從科學、成本、可操作性和維護性角度來看，沒必要對所有大流域和含水層進行高密度空間數據采集，這也是不可行的。一種比較實際的方法就是在具有大區域代表性的少數中型流域（10000平方英裡-20000平方英裡）和地下含水層建立密集型監測網絡，其采集的數據可以與現有監測網絡數據結合起來使用，以此掌握或消除開發模型中的不确定數據，來填補地區或全國性水資源評價預測數據信息差距。目前（2019年），據估計新一代水文監測系統至少包括10個密集型中型監測流域，由美國地質調查局利益持有者選擇并投入，代表着國家大範圍内環境、水文和景觀設置情況。在18個水資源地區中，至少每個地區有一個流域作為新一代水文監測系統備選流域。
四、水資源數據管理與傳輸
美國地質調查局水資源數據管理與傳輸信息系統，作為新一代水文檢測系統的一部分，為了适應新數據與傳感網絡，接收整合來自多個機構和部門的水資源數據，顯示出觀測數據的不确定性，使數據和産品分析直接構成模型，正在不斷革新，變得更加現代化。為實現雙向通信與更高頻率互聯網數據傳輸，數據遙測系統也在不斷被更新。
五、新一代水文監測系統下一步規劃
（1）持續推進特拉華河流域新一代水文監測系統設備部署和監測工作。
（2）對科羅拉多河上遊流域進行新一代水文監測系統網絡設計和分析。
（3）由利益相關者來選定第三個将被新一代水文監測系統監測的流域。
（4）繪制新一代水文監測系統遙感圖和數據傳輸過程圖。
（5）繼續研發下一代水文監測系統。
