远程水位自动测量、水位自动测报系统
自动水位遥测系统在水库防洪预警中的应用
２ 水库 水 情 实时测报 ． ３ 相关 数 据 即时读 取 ， 时查询 、 随 随时 分析 。
２４ 超 高水位 自动报 警功 能 ．
流量 自动报警装置， 以达到防洪预警之 目的。二 包括进库流量 、 出库流量 、 库水位 、 库容实时数据 ， 做到 标准水位 、 是观测河道该断面 日常水位、流量以达到记录水文资料之
４１ 系 统 应 用 ．
采 如 作 业 ，实 现对遥 测站点 的部分 要素 进行遥 控 的信 息 系 感 器 ， 集处 理各个 传感 器 的数据 。 果数 据超 出 了设 定 的 ．
２ 遥 测 系统 在河 道 、 库水 情测 报 中主要 功能 水
将超声波 自动水位遥测站建设在库 区上游河道 内， 通 过监控测报实时水情信息 ， 达到提前预警 、 提前做好洪水调
３ 数据 接收 系统 （ 测 中心 ） ． ３ 监
上传到指挥中心 ， 管理人员进入警戒状态。 ３４ ， １ ：０测报系统
显示河道测站洪峰流量达到 １０ ３，库水位开始上涨 ， ４ｍ／ ｓ 此 时， 县防汛指挥部指挥 已到达现场并做出排洪决定。 与此同 时， 水库管理人员为核实测报系统的准确性 ， 在河道测站站 点查看预设标志水尺及断面 ，计算结果与测报系统实时数
电， 按地 址顺 序 采集 处理 水 位数 据 ， 果水位 数据 发生的变 如 化 超过预 先设置值 ， 通信 电路上 电、 控制 打开 电台 ， 向中心站 依 次发送实 时的水位数据 ， 时间间隔为 ５。 发送 ｓ
３５ 实时 自报 ．
万 ｍ。 ，建库 以来一 直延用传统 的人工观测方法观测水库 样间隔定时器发出的采样 申请后，给所有的传感器电路上 水情和汛情 ， 不到及时 、 得 准确 的数 据资料 ， 防洪预警是
水库水情自动测报系统实施方案
水库水情自动测报系统实施方案目录第1章系统简介 (4)1.1 系统介绍 (4)1.2 系统构架 (4)1.2.1 现场部分 (5)1.2.2 中心工作站 (6)1. 3 预报系统模型及分析方法选择 (6)第2章系统功能和性能 (8)2.1系统功能 (8)2.1.1采集功能 (8)2.1.2存储功能 (8)2.1.3数据通讯功能 (9)2.1.4管理功能 (9)2.1.5自检功能 (9)2.1.6防雷抗干扰功能 (9)2.2系统性能 (10)2.2.1先进性 (10)2.2.2可靠性 (11)2.2.3兼容性 (12)2.2.4可扩充性 (12)2.2.5易维修性 (12)2.2.6经济性 (12)第3章系统设计依据和原则 (14)3.1 系统设计 (14)3.2 系统设计依据 (14)3.3 系统设计原则 (15)第4章监测项目和测点布置 (16)第5章设备选型及安装方案 (17)5.1 监测设备选型 (17)5.1.1 水位传感器 (17)5.1.2雨量传感器 (17)5.1.3电源部分 (18)5.1.4 遥测终端RTU (20)5.1.5 避雷器 (21)5.2 监测设备安装方案 (22)5.2.1 电台的安装及调试 (22)5.2.2 雨量传感器的安装 (23)5.2.3 水位计的安装及调试 (23)5.3.4水情遥测终端的安装 (24)5.3 避雷系统 (30)第6章水情自动预报软件设计 (31)6.1 项目总体方案及实现目标 (31)6.2 总体构成及子系统 (33)6.2.1 系统总体构成 (33)6.2.2 专业功能 (37)6.3 信息输入模块 (37)6.3.1 系统结构方案 (37)6.3.2 水雨情遥测数据镜像 (38)6.3.3 水雨情数据查询修改 (38)6.3.4 气象预报信息录入 (40)6.3.5 水库基本信息查询修改 (40)6.3.6 预报参数查询修改 (41)6.3.7 工作内容及实施策略 (41)6.4 水雨情查询模块 (41)6.4.1 实时监视 (42)6.4.2 图形基本操作 (42)6.4.3 数据查询操作 (43)6.4.5 雨量图形查询 (47)6.4.6 水情图形查询 (49)6.4.7 水雨情报表查询 (50)6.4.8 工作内容及实施策略 (51)6.5 实时洪水预报模块 (52)6.5.1 系统结构方案 (52)6.5.2 自动滚动预报 (53)6.5.3 入库洪峰水位经验预报 (53)6.5.4 半分布式新安江模型预报 (54)6.5.5 河道洪水预报 (56)6.5.6 入库实时预报模型 (57)6.5.7 预报洪水分析 (58)6.5.8 预报方案评价 (58)6.5.9 工作内容及实施策略 (61)6.6 预报成果管理与输出模块 (61)6.6.1 预报结果维护 (61)6.6.2 预报成果保存与查询 (62)6.6.3 预报成果网页查询 (63)6.6.4 预报成果上传 (64)6.6.5 工作内容及实施策略 (64)第7章项目预算 (66)第1章系统简介1.1 系统介绍某水库水情自动测报系统根据设计要求，在河道两旁建设2个水位观测站、1个雨量观测点，选用已建设好的20个雨量监测站点，使用无线数传电台传输方式，与某水库管理所信息中心连接起来，完成对某水库水情的自动监测，并采用是以新安江三水源模型为基础的降雨径流自动预报为主的水情自动预报系统，供管理者决策。
水位监测报警系统原理
水位监测报警系统原理水位监测报警系统是一种用于监测水位并在水位异常时发出报警信号的设备。
它主要由传感器、信号处理模块和报警装置组成。
其原理是通过传感器检测水位变化，将检测到的水位信息传输给信号处理模块，再由信号处理模块进行处理和判断，当水位超过预设的阈值时触发报警装置发出报警信号。
一、传感器部分：1.浮子式传感器：这种传感器是通过浮子浮沉来检测水位变化的。
当水位升高时，浮子上升，使得传感器输出的电信号发生变化，从而检测到水位变化。
2.压力式传感器：使用微压传感器或压力传感器来检测水位变化。
水位升高时，水压增加，传感器感知到的压力变化，从而检测到水位变化。
3.音频传感器：利用水位变化所产生的声音信号进行检测。
当水位升高时，声音的频率和振幅会发生变化，传感器通过接收和分析这些声音信号来检测水位变化。
以上是几种常见的水位传感器，每种传感器都有其优势和适应范围。
二、信号处理模块部分：传感器检测到的水位信息经过模数转换后，通过信号处理模块进行信号放大、滤波和数字化处理，使得水位信息能够被电子设备进行处理和判断。
信号处理模块通常由模拟电路和数字电路组成。
模拟电路部分主要负责对传感器输出的信号进行放大和滤波。
放大是为了使得传感器输出的微弱信号能够被数字电路处理。
滤波是为了去除传感器输出信号中的噪声，以提高准确性和稳定性。
数字电路部分主要用于对放大和滤波后的信号进行A/D转换，将模拟信号转化为数字信号，以便后续数据的存储、处理和传输。
同时，数字电路还可以对水位信息进行处理和判断，比如设置阈值进行触发条件的判断。
三、报警装置部分：当信号处理模块判断出水位超过预设的阈值时，会触发报警装置发出报警信号，以提醒操作人员水位异常。
报警装置通常采用声音报警和灯光报警的方式。
声音报警通常是通过蜂鸣器或喇叭发出持续或间歇的声音信号。
声音报警对于操作人员具有明显的提醒作用，能够快速引起注意。
灯光报警是通过灯光装置，如LED灯等，发出警示信号。
水文自动测报系统设备遥测终端机
水文自动测报系统设备遥测终端机---产品概述---水文自动测报系统设备遥测终端机是一款低功耗、多功能、适用于恶劣安装环境的综合型遥测设备。
水文自动测报系统设备遥测终端机针对水文遥测点多分布在野外、无电源的特点而专门设计，可广泛用于水位、水质、流量、流速、降雨（雪）量、蒸发量、泥沙、墒情等遥测项目。
---产品外观------产品特点---1、行业认证：通过水利部“水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机(SLT180-1996)”等行业标准检测；获得国家水文仪器工业品生产许可证。
2、超低功耗：核心设备选用GPRS低功耗测控终端，平均工作电流仅10mA，大大降低太阳能供电设备成本和施工难度。
3、兼容性强：兼容各种类型的水位、水质、流量、降雨等计量仪表或传感器。
4、性能稳定：采用防雷、防雨、防潮、输入信号隔离等多项措施，确保设备安全、可靠。
5、维护方便：可远程设置工作参数、远程升级程序。
6、接入灵活：可接入我公司配套的水文监测系统软件平台，也可接入组态软件或用户自行开发的软件系统。
---产品功能---◆配置多路采集接口，可同步采集水位、水质、降雨、流速等多项水文参数。
◆支持GPRS、短消息、北斗卫星等多种通讯方式；可同时将遥测数据上报至多个中心。
◆可设定各项遥测参数的上、下限报警值，数据越限自动报警。
◆内置大容量存储器，可存储不少于1年的历史数据。
◆支持就地/远程设定工作参数，支持就地/远程升级设备程序。
◆可输出开关量控制信号，实现设备的远程控制。
◆可定时为变送器供电。
◆可接入工业照相机，实现远程拍照。
◆铁制/不锈钢防护外箱可选。
---工作原理示意图------现场安装图片---二、核心设备---产品概述---GPRS/CDMA低功耗测控终端（低功耗GPRS/CDMA RTU）集数据采集、传输、存储功能于一体，采用低功耗设计，特别适用于太阳能供电的监测现场，可大大减少太阳能供电成本并降低施工难度，广泛应用于水文水利、气象、地质等行业。
水文自动测报系统规范
水文自动测报系统规范1总则1.0.1为适应我国水文自动测报系统的发展，做好水文自动测报系统规划、设计、建设和运行管理，统一技术标准，特制定本规范。
1.0.2本规范适用于江河、湖泊、水库、水电站等水文自动测报系统的规划、设计、建设和运行管理。
1.0.3水文自动测报系统属于应用遥测、通信、计算机技术，完成江河流域降水量、水位、流量、闸门开度等数据的实时采集、报送和处理的信息系统。
1.0.4按水文自动测报系统规模和性质的不同可分为水文自动测报基本系统和水文自动测报网。
水文自动测报基本系统由中心站(包括监测站)、遥测站、信道(包括中继站)组成。
水文自动测报网是通过计算机的标准接口和各种信道，把若干个基本系统联接起来，组成进行数据交换的自动测报网络。
1.O.5新建水利、水电工程需要建设的水文自动测报系统，应作为工程规划设计的组成部分，并将系统的建设纳入工程建设一并实施。
1.O.6本规范中涉及水文测验、水文情报预报的精度要求，应按有关的国家标准和行业标准的规定执行。
2水文自动测报系统规划和可行性研究报告的编制2.1 基本资料收集和可行性论证2.1.1进行水文自动测报系统的规划设计，应收集下列基本资料：(1)计划建设水文自动测报系统地区的大比例尺地形图。
(2)流域内已建水文站网、报汛站网、邻近地区遥测站网方面的资料。
(3)流域的气象、水文资料：包括重要水文站的最高最低水位、短历时暴雨雨强、洪水产流汇流时间、洪水传播时间、防洪标准和洪水灾害，降雪量占降水量的百分比，最高、最低气温，相对湿度的平均值和最大、最小值，日照时数最少的持续时间等特征资料。
(4)雷电情况与地震烈度。
(5)已建和计划建设的水利工程布局，以及重要水利工程的技术资料。
(6)现行的水文预报、防洪调度方案，预报和调度工作的要求。
(7)流域内无线电台设置情况和发展规划。
(8)流域的社会经济、交通、供电和通信情况。
2.1.2建设水文自动测报系统的可行性论证包括：(1)依据建设目标、功能要求，所在地区的水文气象特征与地形条件，当前国内外的技术、设备状况，论证实现建设目标的技术可行性。
水位监测报警系统的设计
水位监测报警系统的设计概述：设计目标：1.准确度高：能够准确测量水位的变化并实时反馈数据。
2.稳定性好：对环境变化和外部干扰具有一定的抗干扰能力，以保证系统稳定运行。
3.实时性强：及时监测水位变化并在必要时发出警报。
4.简单易用：用户友好的界面和操作方式，方便日常运维。
硬件设计：1.传感器选择：选择一种高精度的水位传感器，例如压力传感器或超声波传感器。
2.控制核心选择：采用嵌入式控制器作为控制核心，具有较强的处理能力和数据处理能力。
3.数据存储：选择合适的存储设备，如SD卡或闪存芯片，用于存储水位数据。
4.通信模块：增加无线通信模块，使系统能够与远程服务器进行数据交换。
5.电源管理：使用稳定可靠的电源模块，保证系统的正常工作。
软件设计：1.传感器数据采集：通过嵌入式控制器对传感器数据进行采集，实现对水位变化的准确测量。
2.数据处理：对采集到的传感器数据进行分析和处理，滤波处理以提高数据的准确性和稳定性。
3.报警机制：设置合理的阈值，当水位超过或低于预设阈值时，触发报警机制，及时发出警报。
4.数据存储和管理：将处理后的数据存储在存储设备中，提供查询和管理接口，方便用户查看历史数据。
5.远程通信：通过无线通信模块，将实时数据上传到远程服务器，实现远程监控和管理。
系统工作流程：1.传感器采集：传感器对水位进行采集。
2.数据处理：处理采集到的数据，滤波和去噪处理。
3.报警判定：判断当前水位是否超过或低于设定的阈值，触发报警。
4.报警方式：发出报警信号，例如声音、灯光或短信提醒。
5.数据存储：将处理后的数据存储在本地设备中，以便日后查询和分析。
6.远程通信：将实时数据通过无线方式上传到远程服务器，实现远程监控和管理。
总结：水位监测报警系统通过传感器对水位进行监测，并通过嵌入式控制器进行数据处理和报警判断，可以实现对水位变化的准确监测和及时报警。
此外，通过远程通信功能可以实现对水位变化的远程监控和管理。
该系统可广泛应用于水利、城市防洪等领域，在提高水位监测准确性和及时性方面发挥重要作用。
遥测水位站的工作原理
遥测水位站的工作原理
概述
遥测水位站是一种通过远距离观测和记录水位变化的设备，它能够实时监测水
位的变化并将数据传输到监测中心进行分析，以便及时进行灾害预警和水资源管理。
在水利工程、气象学、海洋学等领域都有广泛的应用。
工作原理
遥测水位站的工作原理主要包含三部分：水位测量、信号传输和数据接收。
水位测量
水位测量是遥测水位站的核心部分，它通常使用压力传感器来实现。
压力传感
器将水深转换为电信号，再经过放大、滤波等处理得到水深数据。
为了提高测量精度，还需要对气压等环境因素进行补偿。
信号传输
遥测水位站通常采用无线电波将测量得到的数据传输到接收器，在水位站与接
收器之间通常需要建立一个可靠的通信链路。
这通常是通过卫星信号、移动网络或者无线电通信等方式实现。
数据接收
接收器接收到水位站传输过来的数据后，对其进行解码和处理。
通过计算、分
析等方式，得出水位的变化情况，并将结果存储在数据库中，以便进行实时监测和分析。
应用场景
遥测水位站广泛应用于河流、水库、湖泊等水域的水位监测和预警。
它可以提
供实时的水位和水流速度等数据，帮助水利管理部门及时制定应对措施，提高灾害预防和抢险救灾能力。
此外，遥测水位站还可以应用于海洋环境监测、天气预报和科学研究等领域。
结语
总之，遥测水位站以高精度、实时性和远程可控等优点，成为水位测量的主要
工具之一。
他的应用将为水利工程的建设和水文监测等方面提供有效支持，更好的服务于人类的社会与发展。
四、水文自动测报系统
2021/4/8
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水文自动测系统的组成简介
水文自动测系统至少由若干个遥测站和一个中心站（ 分中心）组 成。 水文自动测报系统包含以下4类站点：
⑴遥测站。在遥测终端机控制下，自动完成被测参数的采集，将取 得的数据经预处理后存入存贮器，并完成数据传输。遥测站的设备 可根据需要增加人工置数和超限主动加报等功能。
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2021/4/8
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⑵集合转发站。当报汛站的数量较多时，宜采用由集合转发站接收 处理若干个遥测站的数据，再打包转发到分中心站。
⑶中继站。主要指超短波通信中的超短波中继站。只是沟通或加强 通信电路，对传输的数据并不做任何处理。
⑷中心站。主要完成各站遥测数据的实时收集、存贮以及数据处理 任务，并将所收集的实时数据报送给上级和有关部门。
• 中心站之间和与上级中心之间主要应用网络通信，也 可以应用自有的卫星、微波、光纤通信网。
• 多数水文自动测报系统采用多信道复合系统组网，即 可能使用多种有线、无线信道组成系统通信网。
• 超短波已不是主要通信信道。短波和其它卫星信道 （海事卫星、通信卫星、气象卫星、极轨卫星）也极 少应用于水文测站。
4．数据存储器。用于在站存储自动采集的各种参数。最低限度应 满足3个月以上长期储存的需要。
5．电源。都应用直流供电，且多数靠太阳能电池充电补充能量。 少部分由内置电池供电。
6. 智能化功能。水文数据超限报警和加密。备用信道自动转换 。
7．环境适应能力。 ――工作温度：-10～+45℃；
――相对湿度：<95%（40℃）不凝露；
另外，构成系统还需要通信信道、电源、避雷安全、一些基建设施。
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远程水位自动测量、水位自动测报系统
一、适用范围
远程水位自动测量（水位自动测报系统）适用于地下水水位监测、河道水位监测、水库水位监测、水池水位监测等。
二、系统目标
远程水位自动测量（水位自动测报系统）监测水位动态信息，为决策提供依据。
三、系统特点
◆通过国家水利部水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机（SL 180-2015）、“特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测。
◆获得“全国工业产品生产许可证”。
◆获得“水文实时监测管理系统”软件著作权证书。
◆兼容超声波、雷达、激光、投入式、浮子式等各种水位计。
四、系统组成
远程水位自动测量（水位自动测报系统）主要由监控中心、通信网络、终端设备、测量设备等四部分组成。
◆监控中心：
主要硬件：服务器、客户端、移动数据专线或GPRS数据传输模块。
主要软件：操作系统软件、数据库软件、水位监测系统软件、防火墙软件。
◆通信网络：INTERNET公网+ 中国移动公司GPRS网络。
◆终端设备：微功耗测控终端，市电供电、太阳能供电、电池供电可选。
◆测量设备：水位计或水位变送器。
水位监控（水位监控系统）拓扑图
五、系统功能
◆ 远程水位自动测量（水位自动测报系统）可独立运行，也可并入应用行业的信息化系统。
◆ 采集各水位监测点的水位数据，采集时间间隔可设置。
◆ 上报各水位监测点的水位数据，上报时间间隔可设置。
◆ 支持串口水位计、0-5V 或4-20mA 信号输出的水位变送器。
◆ 支持220VAC 供电、太阳能供电、锂电池供电。
◆ 现场监测终端具备数据存储功能。
◆ 可远程设置终端工作参数，支持远程升级。
◆ 监控中心可对水位数据进行存储、分析、生成必要的报表和曲线。
GPRS
浏览客户
市、县分中心
服务器 监控工作站 领导/其他处室
防火墙
局域网
INTERNET 公网
打印机 市电供电 监测终端 DATA-9201
太阳能供电 监测终端 DATA-9201
电池供电 监测终端 DATA-9201
超声波水位计 雷达水位计
投入式水位计
水位监测设备
1、水位监测设备—电池供电型
---产品概述---
水位监测设备—电池供电型针对不具备供电条件、环境潮湿、对水位数据实时性要求不高的监测场合设计。
水位监测设备不但解决了现场供电问题，且功耗低、体积小、防水性能好，安装维护非常方便。
---产品型号---
水位监测设备—电池供电型
---产品特点---
◆符合行业规范：通过水利部检测中心检测。
◆超低功耗：待机电流≤50uA/14.4V；采集电流≤5mA/14.4V；发送平均电流≤10mA/14.4V；
◆电池寿命长：电池寿命1~5年，可内置1组或外置4组锂电池，每组电池支持1万次的数据发送。
◆防水性能好：采用密封防水外壳、防水天线和防水接线盒，防水等级IP68。
◆兼容性强：兼容国产或进口的投入式、浮子式、超声波式、雷达式、激光式等各类水位计。
典型国产水位计厂家：陕西麦克、北京昆仑海岸、昆山双桥等。
典型进口水位计厂家：加拿大Solinst。
◆存储容量大：可存储不少于1年的历史数据。
◆ 维护方便：可远程设置工作参数、远程升级程序。
◆ 接入灵活：可接入平升公司配套的上位机软件，也可接入组态软件或用户自行开发的监控软件。
---产品功能---
◆ 采集功能：定时采集水位、电池电压数据；可扩展水温、水质数据采集功能。
◆ 通信功能：采用GPRS 或短消息主动上报数据。
◆ 显示功能：LCD 液晶面板显示当前水位数据和设备工作参数。
◆ 存储功能：本机循环存储监测数据。
◆ 对外供电功能：可对外提供5V 、12V 直流电源，为水位计供电。
◆ 报警功能：水位越限或电池电压过低时，立即上报告警信息。
---现场安装图片---
陕西省西安市地下水监测现场
2、水位监测设备—太阳能供电型 ---产品概述---
地下水、河流、湖泊、水库、海岸等处的水位监测点普遍分布在野外、不具备供电条件，但多数情况下需要对这些测点的水位进行实时监测。
采用低功耗设计的水位监测设备—太阳能供电型解决了上述问题。
水位监测设备 （外加防护箱） 地下水位测井
地下水位测井 电池供电型 水位监测设备
水位监测设备—太阳能供电型DATA-9201
---产品特点---
◆符合行业规范：通过水利部“水文监测数据传输规约（SL651-2014）、水文遥测终端机(SL 180-2015)、特殊区域水文/水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等行业标准检测；获得“全国工业产品生产许可证”。
◆低功耗设计：核心设备选用DATA-6301低功耗测控终端，平均工作电流≤10mA。
如使用DC12V、4~20mA水位计，保证半个月阴雨天正常工作，对比如下：
◆兼容性强：兼容国产或进口的投入式、浮子式、超声波式、雷达式、激光式等各类水位计。
◆存储容量大：可存储不少于1年的历史数据。
◆稳定性好：采用防雷、防盗、防雨、防潮、防尘、防盐雾等多项防护措施。
◆维护方便：可远程设置工作参数、远程升级程序。
◆接入灵活：可接入平升公司配套的上位机软件，也可接入组态软件或用户自行开发的监控软件。
---产品功能---
◆采集功能：实时采集水位数据；采集供电状态和电池电压；可扩展水质、闸位、降雨量数据采集功能。
◆通信功能：采用GPRS、短消息或北斗卫星通信；兼容自报、查询—应答的数据上报方式；
支持汛期加报功能。
◆ 拍照功能：可配置工业照相机，实现远程拍照。
◆ 人工置数功能：支持人工设置工作参数，人工录入水位数据。
◆ 显示功能：LCD 液晶面板显示实时监测数据和设备工作参数。
◆ 存储功能：本机循环存储监测数据。
◆ 对外供电功能：可对外提供5V 、12V 直流电源，为水位计、工业照相机等设备供电。
◆ 报警功能：水位超限、水位计连线中断或电池电压过低时，立即上报告警信息。
---工作原理示意图---
---远程水位自动测量（水位自动测报系统）设备现场安装图片---
四川河道水位、降雨量监测现场 广西水库水位、降雨量监测现场
太阳能充电控制器
太阳能供电型 水位监测设备
DATA-6301 GPRS 低功耗测控终端
蓄电池
太阳能电池板
电源防雷模块
4~20mA
其它设备
水位计
RS485
GPRS 网络
雨量筒 水位监测设备
工业照相机 超声波水位计
雨量筒
超声波水位计
水位监测设备。