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武汉水测家助力吉林月亮泡水库水文站

流量在线监测系统建设

一、项目背景

水文站承担着监测河道水流量等关键水文数据的重要职责，为防洪减灾、水资源管理、水利工程建设与运行等提供科学依据。然而，许多水文站仍采用传统的人工监测或半自动化监测方式，存在监测效率低、数据时效性差、人力成本高等问题。随着科技的发展和水利信息化建设的推进，建设一套河道水流量在线监测测量系统，实现对河道水流量的实时、自动、精准监测，提升水文监测的现代化水平和数据服务质量，显得尤为迫切和必要。

吉林省白城市月亮泡水库水文站，我们武汉水测家在河道水闸出水建设移动式自动雷达波测流系统，特别适用于宽阔河道，非接触式测量免维护，测量精度高。

二、现状问题

监测手段落后：部分水文站依赖人工持流速仪测量流速，再结合水位数据计算流量，这种方法费时费力，且受人为因素影响较大，测量精度和时效性难以保证。

数据传输不畅：一些水文站的数据采集和传输设备陈旧，易出现数据传输中断、延迟、丢失等问题，影响数据的及时性和可用性，无法满足实时监测和快速决策的需要。

监测覆盖不足：在一些复杂河段或偏远地区，监测站点分布稀疏，存在监测盲区，无法全面准确地反映河道水流量的时空变化情况。

缺乏预警能力：传统监测方式难以及时发现水流量的异常变化，无法为防洪减灾等工作提供有效的预警支持。

三、解决思路

自动化监测设备升级：引入先进的在线流量监测设备，如移动式自动雷达波测流系统、雷达流量计、ADCP等，替代传统的人工监测手段，实现对河道水流量的实时自动监测，提高监测精度和效率。

数据传输与通信优化：采用先进的通信技术和设备，如4G/5G、NB-IoT、卫星通信等，建立稳定、可靠的数据传输网络，确保监测数据能够实时、准确地传输至监测中心，实现数据的互联互通和共享共用。

监测网络优化布局：根据河道的水文特征和监测需求，合理增加监测站点，优化监测网络布局，消除监测盲区，提高监测数据的代表性和可靠性。

构建监测与预警平台：建立集数据采集、传输、处理、分析和预警为一体的河道水流量在线监测平台，实现对监测数据的实时监控和分析，及时发现和预警水流量异常情况，为防汛抗旱等决策提供科学依据。

四、硬件感知体系

流量监测设备：

超声波流量计：基于时差法或多普勒效应测量水流速度和流量，具有非接触式测量、高精度、高稳定性、适应性强等优点，可安装在河道岸边或专用的测量断面上，适用于多种水流条件。

雷达流量计：通过测量水体表面流速和水位，结合断面参数计算流量，具有非接触式测量、安装方便、维护简单、可实时监测等特点，特别适用于宽河道和复杂水流条件下的流量监测。

ADCP（声学多普勒流速剖面仪）：能够测量整个河道断面的流速分布，从而精确计算出流量，可应用于不同的水深和流速范围，是目前较为先进的河道流量监测设备之一。

水位监测设备：雷达水位计、压力式水位计、浮子水位计等可实时监测河道水位变化，为流量计算提供必要的水位数据，其具备高精度、高可靠性、安装灵活等特点，可适应不同的河道环境和水位变化范围。

水文遥测终端机rtu：配置数据采集器和无线通信模块，数据采集器负责采集流量监测设备和水位监测设备的信号，并进行初步的数据处理和存储；无线通信模块则将采集到的数据通过4G/5G、NB-IoT、卫星通信等网络传输至监测中心的数据服务器，实现数据的远程传输和共享。

视频监控设备：在监测断面及水文站关键部位安装高清摄像头，实现对河道状况、监测设备运行情况的实时视频监控，为水文监测提供直观的图像资料，辅助监测和管理，同时便于及时发现和处理异常情况。

五、水文缆道雷达波测流系统

自动雷达波测流系统是针对宽断面河道场景开发的实时在线测流系统，适用于宽度达几十至几百米的天然河流，或因水闸、弯道等造成断面流速不均匀情况的中小河流及干渠。自动雷达波在线测流系统，引入全自动雷达运行车，同时获取多条测速垂线的流速数据，进而实现水位、流速、流量等信息的准确监测。

测流系统由雷达表面流速仪、雷达运行车、系统控制器、雷达测速控制器、流量计算终端、在线充电箱、蓄电池组、无线电台、RTU遥测终端机、水位计（浮子、气泡或雷达）和中心站软件等组成。

六、系统照片

七、应用场景

防汛抗洪：在洪水期间，河道水流量在线监测系统能够实时监测洪水流量和水位变化，及时准确地为防汛部门提供洪水预警信息，帮助相关部门提前做好防洪准备，合理调度水利设施，减轻洪水灾害损失。

水资源管理：实时掌握河道水流量信息，为水资源的合理调配和优化利用提供科学依据。在水资源紧张时期，可根据监测数据制定科学的取水计划，保障居民生活用水和工农业生产用水的需求，实现水资源的可持续利用。

水文研究与分析：收集和整理河道水流量监测数据，为水文规律研究、河道演变分析、水文模型建立等提供丰富的基础数据。通过对长时间序列数据的分析，深入了解河道水流量的变化规律和影响因素，为水资源规划、水利工程设计等提供科学依据。

水利工程建设与运行管理：为水利工程建设项目的规划设计、施工建设和运行管理提供实时的水文数据支持。例如，在水库调度运行中，可根据河道水流量监测数据合理控制水库的蓄水和泄洪，确保水库的安全运行和效益发挥。