中小河流重点洪水易发区水文监测设备方案

水文站水位流量监测

一、项目背景

在我国中小河流分布广泛，河流是区域水资源的重要载体，对地方经济社会发展起着关键作用。然而，中小河流因河道特性、流域地形等因素，在汛期极易发生洪水灾害，给沿岸居民生命财产安全造成严重威胁。近年来，受全球气候变化影响，极端天气事件增多，中小河流洪水的突发性和危害性愈发显著。加强中小河流重点洪水易发区的水文监测应急能力建设，成为提升水旱灾害防御能力、保障区域安全发展的迫切需求，河流洪水监测预警系统建设势在必行.

二、现状问题

当前，中小河流重点洪水易发区的水文监测存在诸多短板。站网布局方面，部分区域站点稀疏，难以全面捕捉洪水信息，存在监测盲区；监测功能不完善，一些站点仅能进行简单的水位、雨量监测，对于流量、水质等关键参数监测能力不足；现代化水平滞后，传统监测手段占比较大，数据采集、传输时效性差，难以满足实时监测需求；应急响应能力欠缺，面对突发洪水，缺乏快速有效的监测手段和应急机制，无法及时为灾害防御提供精准数据支持；同时，行政断面水资源监测存在空白，不利于区域水资源的统一管理和调配。

三、解决思路

针对上述问题，本项目以提升水文监测应急能力为核心，构建全方位、多层次的水文监测体系。通过优化站网布局，加密重点区域监测站点；采用先进的监测技术和设备，实现监测数据的自动化采集、实时传输与精准分析；建立健全应急响应机制，强化应急监测队伍建设，确保在突发洪水等紧急情况下，能够迅速、高效开展监测工作，为水旱灾害防御、水资源管理等提供坚实保障。

四、硬件感知体系

（一）水位监测

选用武汉水测家科技的雷达水位计SCL-LD40，该公司在水文监测设备领域拥有丰富的研发经验和技术积累，其雷达水位计是专为复杂水文环境打造的高精度监测设备。该设备采用先进的高频雷达技术，测量范围可达50米，能适应从低水位到高水位的各种监测场景，满足中小河流不同水位条件下的监测需求。测量精度≤±3mm，分辨率达 0.001m，凭借高精度的传感器和先进的算法，能精准捕捉水位的细微变化，为洪水预警提供可靠数据。天线波束角度（宽波）≤12°，可有效减少岸边建筑物、树木等对测量信号的干扰，确保测量数据的稳定性。具备自带波动补偿功能，通过独特的算法消除风力及桥梁振动对测量结果的影响，尤其适用于水流湍急、振动较大的中小河流监测场景。供电范围为 9.6-28VDC，典型值 12/24VDC，耗电量低，能有效降低能耗，适合长期野外工作，减少供电设备的负担。防护等级达 IP68，可在暴雨、洪水等恶劣环境下稳定运行，保障设备的长期可靠使用。

（二）流量监测

采用武汉水测家科技的多普勒超声波流量计，该产品是该公司的核心产品之一，融合了先进的声学多普勒技术和智能算法，专为中小河流流量监测设计。其基于声学多普勒原理，通过发射和接收声波信号，精确测量河流断面不同深度的流速分布，进而准确计算流量。能够实时、连续地获取流量数据，采样频率可根据实际需求调整，满足动态监测的要求。设备安装于测验断面垂直沿河流方向建设的滑轨支架上，支架采用不锈钢管制作，通过混凝土基础固定，岸上配备杆式设备安装支架，确保设备在水流冲击、振动等情况下稳定运行，减少外界因素对测量的影响。

（三）雨量监测

选用武汉水测家科技的翻斗式雨量计，该产品是经过长期市场验证的成熟设备，在雨量监测领域具有较高的知名度。分辨率达 0.1 毫米，能准确测量降雨量的细微变化，为降水分析和洪水预警提供精确的基础数据。设备结构简单、可靠性高，通过翻斗的翻转次数来计量雨量，机械结构稳定，不易受外界环境干扰，数据采集准确。可安装于新建改建的杆式降水量观测基础设施上，安装便捷，维护方便，能实现降水数据的自动采集与传输，减少人工干预，提高监测效率。

（四）视频监控

部署高清网络摄像机，针对测站安全、河势监视、设施设备运行等方面进行实时监控。摄像机具备夜视功能，能在低光照条件下清晰成像。通过 5G/4G 通信方式，将视频数据直接接入已建的统一视频接收平台，方便管理人员实时掌握现场情况。

五、场景应用

（一）日常监测

在日常运行中，各监测设备持续采集水位、流量、雨量等数据。武汉水测家科技的雷达水位计实时监测水位变化，凭借其高精度和稳定性，为水资源管理提供准确的水位数据，数据通过通信接口传输至该公司的数据采集器；H-ADCP 不间断测量流量，其连续监测能力为河流生态研究和水资源调配提供了丰富的流量数据；翻斗式雨量计准确记录降雨量，为降水趋势分析和洪水预警提供重要依据。视频监控系统实时监控测站现场情况，保障设施设备安全运行。数据采集器将汇总的数据通过 5G/4G 网络实时传输至水文监测中心，管理人员可通过监测平台随时查看各站点数据，进行数据分析与处理。

（二）洪水预警

当监测数据达到预设的洪水预警阈值时，系统立即启动预警机制。基于武汉水测家科技设备采集的高精度水位、流量和雨量数据，系统能快速准确地判断洪水风险等级。通过短信、语音等方式，向相关部门和沿岸居民发送洪水预警信息，为人员疏散和物资调配争取时间。同时，利用视频监控系统密切关注河势变化，为防汛指挥决策提供实时图像资料。应急监测队伍迅速进入待命状态，准备使用武汉水测家科技的应急监测设备奔赴现场开展应急监测工作。

（三）应急监测

在发生突发洪水等紧急情况时，应急机动测验队迅速响应。便携式雷达流速仪在临时监测点快速安装，补充水位、流速监测数据，其便捷性和高精度确保了应急监测工作的高效开展。应急监测设备将采集的数据通过卫星通信或其他应急通信方式及时传输回指挥中心，为防汛抢险决策提供关键数据支持，助力科学制定抢险救援方案，保障人民生命财产安全。