你知道世界各地都佈署了熱像儀來監視水流和水溫嗎？
在本文中，我們將介紹使用熱像安全攝影機，來監控水的流量、地下水的滲漏和水質的三種應用場景。
熱像監控攝影機在洪水和公共安全中的應用
紅外線熱像儀可用於監控局部降雨事件中，偶爾出現的山洪氾濫區域的水位和流速。
熱像儀還可以成功地用於自然災害中，發生頻率較低但危險性更高的洪水，例如最近的佛羅倫斯颶風，在美國北卡羅來納州傾瀉了 20-30 英寸的雨水。
如你在此影片中所見（下），配備 Mobotix 熱感測器的攝影機捕獲的熱圖像揭示了該城市街道和停車場上的洪水。 相反，光學圖像顯示出一些積水的跡象，但在評估洪水氾濫程度方面並沒有特別的幫助。
具有熱成像感測器的攝影機，還被用作研究水的遷移、環境監測，和研究地下水/地表水的關係。
地下水和地表水流量的熱像儀應用
USGS 的科學家正在將高解析度手持式熱像儀，用於地下水/地表水相互作用研究和其他研究。 這些攝影機用於快速定位和溪流、湖泊表徵，和鄰近結構中的熱度異常。溫度的變化可用於追蹤流水攜帶的熱量，例如地下水排放到河流中。
儘管用於水資源研究的機載和衛星熱成像技術很普遍，但支持 USGS 地下水研究的功能強大的手持式熱成像工具的可用性相對較新。 攝影機使水文學家能夠以高解析度，在幾釐米到幾十米的範圍內，以高解析度即時成像溫度的即時變化。 該資訊可用於：
．定位地下水排放，
．幫助表徵當地水文地質條件，以及
．優化採樣和監控位置。
高解析度攝影機的小尺寸，使其成為在密集城市環境和偏遠現場進行研究的便捷工具（圖1）。 在 USGS 水資源任務區域，以及整個 USGS 的跨學科工作中，正在探索潛在的現場應用。
熱量作為溪流附近水運動的示蹤劑
長期以來，溫度一直是重要的水質參數。 可以分析河流和周圍沈積物之間的溫度差異，以追蹤地下水進出河流的運動，並更好地瞭解河流/地下水（親水區）交換的幅度和機理。 圖2 和圖3 顯示瞭如何使用熱成像技術快速辨識，可視化和量化水溫差異，這可能顯示地下水排放到地表。 要瞭解有關使用熱量作為示蹤劑的更多資訊，請參閱「熱量作為研究河流附近地下水運動的工具」。
紅外線熱像儀使用實例
美國地質調查局水資源任務區，贊助了美國地質調查局研究人員，在全美國各地舉行的手持式熱成像儀技術演示和評估項目。
來自阿肯色州地質調查局的此影片（下）包含關於使用熱輻射法跟蹤 Ozarks中地下水向河流和其他地表水中遷移的部分。
根據阿肯色州 GSA 對這項研究的總結：
「使用[手持式熱像儀]，科學家觀察到了從大泉流下的地下水的離散區域，以及流經溪流的擴散緩慢流動的區域。 在大多數情況下，肉眼看不到這些地下水排放區域。透過設備的成功測試，項目科學家計劃使用熱成像儀來指導工作，以量化對水質關注區域中的地下水對水流的貢獻，並告知開發作為地下水一部分的地下水流模型。 可用性研究。」
水溫監測以實現排放合規性和漁業管理
除了手持式熱像儀的研究應用外，企業、政府機構和/或環境組織，還可以輕鬆地佈署固定位置的熱像儀，以監視排放到河流，溪流和湖泊中的熱效應。
此類研究由於魚類保護和環境保護以外的原因，而具有重要價值。
阿拉巴馬州的運動釣魚對經濟產生巨大影響。
阿拉巴馬州魚類種群的健康狀況，和漁業管理對維持和發展，對於阿拉巴馬州的戶外休閒和旅遊經濟非常重要。
如果阿拉巴馬州的湖泊和河流，無法維持健康的魚類種群，那麼釣魚愛好者將把他們的旅遊收入轉移到其他地方。水溫直接影響流域，以及進行休閒和競爭性捕魚的湖泊和河流的健康。
商業應用包括水產養殖業務，例如 cat 魚和淡水蝦養殖場，以及環境管理和合規性監控。
接下來，我們將看兩個示例，這些示例說明了美國地質調查局的研究人員，如何使用熱像儀來監視和瞭解流入河流和河流的地下水。
美國地質調查局（USGS）Leetown科學中心的科學家，使用熱像儀研究了地下水排放對鱒魚溪流的影響，並幫助建立了魚類種群的動態模型。
視頻（下）來自 USGS Leetown 科學中心的這項研究。根據研究總結，研究
「…展示瞭如何使用攝影機辨識熱異常，這些熱異常被解釋為代表現場的地下水/地表水相互作用。在此影片中，較熱的地下水（黃色）從圖像頂部的水流中排出，並向圖像的底部（紫色）混入較冷的水流中。」
使用熱像儀檢測到採礦現場的滲水
在最近的一個項目中，水文地質研究人員使用熱像儀，測量了加拿大魁北克一個廢棄礦井的滲流。
資料來源：https://water.usgs.gov/ogw/bgas/thermal-cam/leetown.html
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