河流流量在线监测
生态流量在线监测系统及在水电站的应用
四川水利２０２０ Ｎｏ ６生态流量在线监测系统及在水电站的应用严茂强，卢兴，印小军，牛彤（钛能科技股份有限公司，南京，２１１８００）㊀㊀ʌ摘㊀要ɔ水电站生态流量监测系统由现地监测单元㊁视频监视㊁通信传输㊁云服务监测平台组成，可为相关监管部门提供服务㊂㊀㊀ʌ关键词ɔ水电站㊀生态流量㊀云平台㊀在线监测㊀㊀中图分类号：ＴＶ７３７ʒＸ８３５㊀㊀文献标识码：Ｂ㊀㊀文章编号：２０９５－１８０９（２０２０）０６－０１４６－０３㊀㊀政府大力推进新时代中国农村水电的发展，为经济发展贡献了力量，也缓解了当时的能源供应紧张问题㊂然而近年来，在小水电急速发展过程中存在的诸多问题也逐渐浮出来㊂小水电虽是清洁能源，但在我国，限于早期的技术经济发展和环境保护意识的限制，虽然一部分符合环保要求，但不能满足生态保护功能，没有考虑下游河道泄放问题，导致枯水期部分河段枯竭，影响下游河道的生态环境或生产生活用水，对生态环境造成了影响㊂１㊀生态流量及在线监测系统简介生态流量 是为了保障大自然的自我修复能力，维持水资源可持续高效利用，不因河道减水脱流造成生态环境发生变化，保持下游河道生物的生存和生态环境的内在平衡的最小河道流量㊂水电站生态流量在线监测系统由现地监测单元㊁视频监视㊁通信传输㊁云服务监测平台组成㊂为流域生态保护㊁水文水资源等监管部门提供服务㊂２㊀生态流量测流方式按照水电站开发类型，遵循经济性㊁技术合理的原则，保证下游河道的最小下泄流量，有以下几种测流方式㊂㊀２ １㊀通过引水系统改造泄放流量（１）渠道引水式电站：在渠道过大坝后的适当位置修建渠道或安装水管往下游河道泄放流量，通过明渠或管段式流量计测流㊂该方式改造工程量较大，改造后泄放效果较好㊂（２）隧洞引水式电站：利用原有靠近大坝的支洞开挖堰槽或安装放水管向下游河道泄放流量，通过明渠或管段式流量计测流㊂该方式改造工程量较大，改造后泄放效果较好㊂㊀２ ２㊀通过泄洪闸小开度泄流对筑坝式电站：可通过开启大坝闸门并根据水位调整闸门开度，向下游河道泄放流量㊂闸门泄流流量通过公式计算确定㊂该方式改造工程量较小，改造后泄放效果较好㊂㊀２ ３㊀通过溢洪道闸门改造泄流通过改造溢洪道工作闸门，根据水文勘测计算设置门中门或舌瓣门，并增设启闭设备，向下游泄放流量㊂闸门泄流流量通过公式计算确定㊂该方式改造工程量较大，改造后泄放效果较好㊂㊀２ ４㊀通过大坝放空设施改造泄流利用大坝原有底孔设施并对其进行改造，实㊃６４１㊃㊀２０２０ Ｎｏ ６四川水利现向河道泄放生态流量㊂根据实际改造情况选择合适的测流设备㊂㊀２ ５㊀设置生态基荷或采用反调节调度泄流坝后式电站可通过机组发电放水满足生态下泄流量，通过基荷或反调节调度泄放水量㊂可以通过机组流量曲线查询下泄流量㊂该方式改造工程量比较小，但机组出现问题时会造成下泄流量短时的中断㊂㊀２ ６㊀安装生态机组根据电站实际情况可以选择安装小容量的生态机组承担生态下泄流量泄放任务㊂可以通过机组流量曲线查询下泄流量㊂该方式改造工程量非常大，机组出现问题时会造成下泄流量短时的中断，水的利用率非常高㊂㊀２ ７㊀通过机组旁通管改造泄流在机组进水控制阀旁通管上开孔引放水管等向下游泄放流量㊂通过管段式流量计测流㊂该方式改造工程量适中，改造后泄放效果较好㊂㊀２ ８㊀增设大坝放水设施在大坝适当位置安装倒虹吸管㊁抽水系统㊁泄流通道等设施，从大坝取水泄入下游河道，满足生态流量要求㊂根据实际改造情况选择合适的测流设备㊂该方式改造工程量适中，改造后泄放效果较好，对大坝基本无影响㊂３㊀生态流量在线监测系统架构、组成和功能㊀３ １㊀系统架构各水电站结合自身情况选用合适的泄流方式，根据泄流方式不同选取合适的测流设备㊁视频设备㊁监测终端设备，并将相关数据㊁视频图像进行存储㊂通过广域网将数据㊁报警信息及视频图像上送至监管平台，可通过就地或远程调阅相关数据㊁报警信息及视频图像㊂水电站生态流量在线监测系统由现地监测单元㊁视频监视㊁通信传输㊁云服务监测平台组成，系统架构图如图１所示㊂图１㊀水电站生态流量在线监测系统架构㊀３ ２㊀系统组成（１）现地监测单元：数据采集处理终端㊁水位计㊁闸位计㊁流量计（管段㊁明渠式等）㊁视频摄像机等；（２）网络传输：路由器㊁局域网㊁专线或宽带等；（３）（云）平台：（云）服务器㊁生态流量系统监测平台等㊂㊀３ ３㊀系统功能云服务监测平台提供多种灵活的接入方式，对接入测站进行统一分层级分权限管理，能够实时查看和监测现场生态流量信息㊂云服务监测平台还可便捷地进行功能扩展，提供水电站㊁水文水资源等工况数据监测服务㊂（１）实时监测：实时监测相关电站的基础数据，并通过广（局）域网将数据上送至生态流量监测（云）平台，通过预留接口与监管部门共享数据，企业可通过云平台在手机端或ＰＣ端进行数据查询，对水电站的生态流量实施远程自动监测报警㊂（２）统计结果分析：对生态流量基础数据进行处理分析，提供对水位㊁流量㊁闸门开度等相关数据的展示分析，对超限值进行统计分析，生成生态流量数据分析报表㊂（３）视频监控：利用视频服务器实现远端视频摄像机的集中管理，可通过手机端或ＰＣ端查看生态流量实时视频，对各水电站生态流量数据及视频画面实现统一管理㊂（４）ＧＩＳ系统：通过ＧＩＳ地图查看各站点的生态流量分布，可以筛选指定区域的电站情况㊂㊃７４１㊃严茂强，卢兴，印小军，牛彤：生态流量在线监测系统及在水电站的应用２０２０ Ｎｏ ６４㊀实施过程中遇到的问题在生态流量在线监测系统实施过程中由于前期设计不合理㊁施工过程不规范等造成测流数据不准或波动较大㊂㊀４ １㊀管段式测流一般管段式流量计安装有如下规范㊂（１）安装距离应选择上游大于１０倍直管径㊁下游大于５倍直管径以内无任何阀门㊁弯头㊁变径等均匀的直管段，安装点应充分远离阀门㊁泵㊁高压电和变频器等干扰源；（２）对于开口或半满管的管道，流量计应安装在Ｕ型管段处，保证满管；（３）选择充满流体的材质均匀质密㊁易于超声波传输的管段，如垂直管段（流体向上流动）或水平管段㊂图２㊀传感器安装与示例㊀㊀现场普遍存在预留管段无法满足上述流量计安装要求，具体有如下情形㊂（１）管段流量计安装位置扰流比较大，未遵循 前十后五原则 ；（２）测流管段未做Ｕ型处理，造成非满管测流㊂㊀４ ２㊀明渠测流采用明渠方式的现场普遍存在水流不稳，断面不规则的情况㊂一般明渠式流量计安装规范有：明渠测流要求渠段顺直，水流及断面稳定，无沙洲㊁无崩岸㊁无回流㊁无死水㊂５㊀应用案例雅安某电站生态流量监测采用我司的整体解决方案，通过泄洪闸小开度泄流，通过公网将视频信息及流量上送至云平台㊂㊀５ １㊀监测系统概述该电站各大坝采用固定一扇闸门作为生态流量泄放口，闸门采用固定无调节方式泄放生态流量㊂充分利用电站原有设备进行数据采集，并通过闸前水位根据流量曲线查表校核流量数据㊂在大坝泄放口安装视频监控，采集生态流量泄放视频，通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ将视频及流量数据上送至水务局监管平台㊂同时，将生态泄放流量数据通过网络上传到企业云，作为历史资料保存备查㊂㊀５ ２㊀系统构成及设备水电站生态流量监测系统包括数据通信采集设备㊁数据分析与监控系统㊁数据处理与传输系统及远程数据管理中心㊂各子系统在各自体系当中相互合作，协助运行，以确保整个生态流量监测系统的稳定运行㊂系统主要设备组成情况㊂（１）数据通信采集设备：主要包括遥测水位计㊁闸位计㊁视频摄像头㊁视频录像机㊁ＲＴＵ智能终端㊁避雷设备㊁设备保护箱；（２）数据分析与监控系统：监控软件（数据＋视频）㊁流量水位监测数据库㊁交换机㊁ＰＣ机；（３）数据处理与传输系统：英特网㊁数据库管理系统；（４）远程数据管理中心：生态流量监测平台㊁云服务器㊁交换机㊁ＰＣ机㊂生态流量在线监测系统建设时应充分考虑现场实际情况，选择合适的测流方式，并遵循流量计的安装要求进行设计㊁实施㊂６㊀结语相信经过各地政府对小水电的大力整治，在不久的将来， 生态流量 这一环保概念会逐步在全国普及，通过生态系统流量下泄管控，维持水资源的可持续高效利用，实现生态平衡的恢复㊂ʏ㊃８４１㊃。
河流水文监测的基本原理和方法
河流水文监测的基本原理和方法一、引言河流水文监测是指对河流水文特性进行实时、连续、定量的监测，以获取河流水量、水位、流速、水温、水质等相关水文信息的活动。
水文监测是水利工程建设、水资源管理、水环境保护、防洪减灾、生态环境保护等水利领域中的重要基础工作，具有重要的意义和价值。
本文将从河流水流、水位、流速、水温、水质等方面阐述河流水文监测的基本原理和方法。
二、河流水流监测河流水流监测是指测量河流中的水流量，是水文监测的核心内容。
水流量是指在单位时间内通过河流横截面的水的体积。
水流量的测量是通过对水位和流速的测量来实现的。
常用的水流量测量方法有：1.1 浮子法浮子法是一种简单、直接、经济的水流量测量方法。
它是利用浮力平衡原理，通过测量浮子的位移和时间，计算出流速和流量。
浮子法一般适用于水流较慢、水深较浅、水流较稳定的情况下进行测量。
1.2 漂流物法漂流物法是一种利用漂流物测量水流速和水流量的方法。
漂流物可以是任何具有一定浮力的物体，如木板、塑料球、橡皮球等。
漂流物随水流漂动的速度和方向与水流速度和方向相同，通过对漂流物的位移和时间的测量，可以计算出水流速度和水流量。
1.3 水位流量计水位流量计是一种利用水位和流速来测量水流量的仪器。
水位流量计通常由水位计和流速仪两部分组成。
水位计是一种测量水位高度的仪器，流速仪是一种测量水流速度的仪器。
通过对水位和流速的测量，可以计算出水流量。
三、水位监测水位监测是指测量河流水位的高度。
水位是河流水文特性的重要指标之一，它反映了河流的水量情况，是水文监测的重要内容之一。
水位的测量方法有：2.1 漫堤法漫堤法是一种利用河岸两侧的固定高程点来测量河流水位的方法。
在河岸两侧设置测站，通过对测站高程的测量，可以计算出河流水位高度。
2.2 水位计法水位计法是一种利用水位计测量河流水位高度的方法。
水位计一般是一种利用浮力平衡原理测量水位高度的仪器。
水位计可以是机械式、电子式或压力式等不同类型，通过对水位计的测量，可以计算出河流水位高度。
河流流量测验成果精度评定
河流流量测验成果精度评定8.1 一般规定8.1.1流量测验误差试验或比测试验应选择在具有一定代表性、试验或比测条件适宜的水文站进行，其成果精度可通过误差试验或比测试验资料分析评定；同一地区，测站特性和测验方法相同的水文站，可采用本地区综合的成果精度作为评定依据。
8.1.2单次流量测验的精度指标应根据资料用途或服务对象的要求确定：1流速仪法应符合表8.1.2的规定；具有综合功能的水文站，应取最高精度指标。
表8.1.2流速仪法单次流量测验允许误差X'——置信水平为95%总随机不确定度；注： 1Qμ——系统误差，为不同资料用途控制指标。
测验资料用于其他用途的单次流量测验允许误2 Q差，可根据需要分析确定。
2 ADCP法，流量测验系统误差应不大于±2.5%，随机不确定度应不大于5%～12%。
潮流量测验系统误差应不大于±3%，随机不确定度应不大于10%～15%。
3 采用其它测流方法可参照表8.1.2执行。
8.1.3水文站应根据表8.1.2确定的精度指标，选择合适的测验仪器和方法。
当常规仪器和方法难以达到所规定的精度要求时，应改变测验方法或对测验河段或对测验断面进行人工整治处理。
8.1.4专用水文站的测验精度可根据设站目的和需求确定。
8.1.5测验环境条件受人类活动影响严重的水文站，单次流量测验精度难以达到本标准8.1.2条的规定时，可降低精度类别或采用精度相当的测流方法。
8.1.6对于水量较小的河流，低水期流量测验允许误差达不到本标准8.1.2条的规定时，可用绝对误差表示，其指标应通过本站历史资料分析确定。
8.1.7无误差试验资料的地区，应选择有条件的代表性测站对本标准所规定的精度指标进行检验。
当测站误差检验结果不符时，应对资料进行分析，并提出改进测验方案。
8.1.8开展在线监测的误差分析，单次流量测验误差估算或误差综合方案宜根据传感设备精度及流量测算模型方法综合分析确定，各分量之间宜相互独立。
浙江省中小河流流量监测方案探讨
浙江省中小河流流量监测方案探讨黄健;周琮辉;车新垒【摘要】针对浙江省中小河流多处于流域上游或独流入海,河道比降大、流速快、洪水暴涨暴落,汇流时间短,破坏性强的特点,以洪家塔水文监测站为典型站,对4种流量监测方案进行了筛选,并且提出了基于电波流速仪的适合浙江省中小河流监测实际情况的流量监测方案.认为选用电波流速仪可以较好地适应中小河流暴雨洪水流量监测.该文还介绍了浙江省近年来应用电波流速仪在洪水暴发时成功测流量的3个范例,总结了使用经验.认为电波流速仪有几大优点:(1)工作方式为非接触式,适用性强；(2)仪器本身便于携带,机动灵活,工作时可节省大量人力物力；(3)操作简单,而数据准确可靠,适快速部署开展应急监测.但是具体实际应用时也有3点应给予充分考虑:(1)建议在0.5 m3/s以上流量时使用,即电波流速仪只可作为中小河流暴雨洪水监测,不可用于时常水文监测；(2)在暴雨强风环境下,监测的数据会受到风浪影响,表面流量数据会出现较大幅度的跳动；(3)实际监测点应尽量避开大片、大块漂浮物,因为该物的移动不代表水体表现流速,容易造成测量数据偏小.%[Objective]To study the best extraction conditions of proanthocyanidin from grape seeds by petroleum ether.[Method]The absor-bance of proanthocyanidin was determined with the method of vanillina, a standard curve was drawn, and the factors influencing the extraction of proanthocyanidin were optimized with orthogonal experiment.[Result]The best extraction conditions were 60% petroleum ether as extract-ant, 1=5 (g/ml) solid-liquid ratio, Soxhlet extractor to reflux at 60 t forl.Sh, the extraction rate of proanthocyanidin under thebest condi tions was 60.03 mg/g.[Conclusion]Petroleum ether is good in extracting proanthocyanidin from grape seeds.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)025【总页数】4页(P12703-12706)【关键词】中小河流;流量监测;方案探讨【作者】黄健;周琮辉;车新垒【作者单位】浙江省水文局,浙江杭州310009;杭州市水文水资源监测总站,浙江杭州310016;浙江省水文局,浙江杭州310009【正文语种】中文【中图分类】S273.2受特定的自然地理、地形地貌地质以及气候条件影响，特别是近年来极端天气事件的明显增多，中小河流洪涝灾害频发重发现象已成为造成浙江省洪涝灾害损失的主体。
河道水位怎么监测
近年来，随着人们对水文监测的重视，大部分河流都需要我们进行监测。
此外，各地还大面积改造了区域河流节点，建设了清淤除障，建立了防洪信息监测系统，实现了河流生态流量和水量的全天候自动测量和监测。
在建设水利信息化监控系统工程中，河道在线流量监测系统是整个工程的排头兵，起到了至关重要的作用。
而选择一款合适的在线流量监测设备，是整个环节的重中之重。
通常情况下，测量河道流量可以使用以下3种设备：河道多普勒流量计、雷达流量计、ADCP。
河道多普勒流量计：采用多普勒测量原理，将传感器放在被测河道内，传感器向水中发射超声波，根据反射的超声波信号强度和其他参数可以计算出水的流速、水位高度、温度等参数。
这些数据通过主机内计算，根据河流断面的截面积，就可以显示河道内的瞬时流量和累计流量。
选型条件：要求河道宽度＞200cm，水位超过传感器顶部5cm。
测量流速范围4cm/s-5m/s雷达流量计：雷达流量计由雷达流速仪、雷达水位计和主机三部分构成。
雷达流速仪根据发射和接收频率的不同计算出水流流速。
雷达水位计固定在水面上，对着水面发射电磁波，通过发射和接收的时间差就可以计算出雷达到水面的距离，假设是5.1 米。
主机中设置好雷达的安装高度，假设安装高度是6.1 米，那么用安装高度-距离=水位高度。
6.1-5.1=1.0米。
再通过输入渠道结构的相关参数，根据水位高低，就得出具体的水流截面积，用流速×截面积再加上积分运算，最后得出具体的流量。
选型条件：要求河道最低水位在5cm以上，水面不能是平静的，流速范围在30cm/s-15m/s。
ADCP河道流量计：测量原理和GRCF河道流量计相同，ADCP可将水分层来测量，测量准确度较高。
选型条件：适用于比较宽、比较深的河流，要求水位超过传感器顶部60cm以上。
航征科技HZ-RLS-26L系列雷达水位计是一款非接触式水位计，采用24GHz频段平面微带阵列天线对水位进行测量。
产品采用调频连续波（FMCW）方式，高精度、低功耗、抗干扰能力强，智能水位跟踪识别算法保证水位监测数据稳定可靠。
水土保持监测设备标准
附件1水土保持监测设备标准（征求意见稿）1 总则1.0.1 为统一水土保持监测站点监测设备配备，规范设备应用与管理，制定本标准。
1.0.2 本标准可作为水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀水土保持监测站点的设备选型、配置、应用、维护和检测等工作的标准依据。
1.0.3 水土保持监测设备应具有较强的稳定性、可靠性、耐用性。
1.0.4 水土保持监测设备技术条件除应符合本标准的规定外，还应符合国家现行有关标准的规定。
1.0.5 水土保持监测设备使用年限按照固定资产管理的相关规定执行。
1.0.6 水土保持监测设备出现故障、损毁的，应及时维修更新。
2 水力侵蚀监测设备2.1 一般规定2.1.1 水力侵蚀监测内容主要包括径流、泥沙、气象、植被、土壤等，也可根据需要监测作物产量、养分流失等内容。
2.1.2 水力侵蚀监测设备主要用于径流场、控制站、气象观测场的相关指标监测。
2.1.3 用于径流小区的监测设备，配置种类和数量应根据径流小区的观测内容确定。
用于控制站的监测设备，配置种类和数量应根据控制站的观测内容确定。
2.2径流监测设备2.2.1 径流小区径流量的观测包括人工观测设备和自动观测设备。
2.2.2 人工观测设备主要包括集流桶（池）。
对于产流量大、集流桶容积有限时，或安置区狭小不能增多集流桶等情况下采用分流箱。
1 集流桶由厚度不小于0.75mm的镀锌铁皮或钢板制作。
设计规格应根据当地的降雨及产流情况而定，以一次降雨产流过程中不溢流为准。
集流池用砖（石）或混凝土砌成，底部装有排泄阀门（或孔口），顶部加设盖板。
当集流桶（池）容积有限时，可以多个联用。
2 分流箱可一级或多级分流。
分流箱布置在集流桶前或两个（或多个）集流桶之间。
分流箱规格容积较小，可由镀锌铁皮或薄钢板制成圆柱体或长方体（也可用砖（石）或混凝土砌成），并设若干分流孔，顶部加设盖板。
分流孔必须大小一致，排列均匀，并在同一水平面上。
使用分流箱前，必须进行校验求得分流系数。
同阳入河入海排口在线监测系统
同阳入河入海排口在线监测系统简介同阳入河入海排口在线监测系统是一种新型的环保设备，旨在监测排口的水质指标、流量等参数，保障水体的健康和人类的生态环境。
该系统的安装和使用具有极高的牢靠性和用户友好性，可以作为各级环保部门进行监督和管理的有效工具。
本文紧要介绍该系统的整体设计、功能特点以及应用场景。
系统设计架构概述同阳入河入海排口在线监测系统接受分布式架构设计，包括数据采集端、数据传输端、数据存储端和数据管理端等四个核心模块，在各个模块中，采集、传输、存储和管理都具备有效性和可行性，能够有效支持在线监测系统的开发和应用。
模块设计•数据采集端：该模块紧要负责监测排口各项参数的取得和采集，例如水质浓度、流量等。
它通过各种传感器、计量仪器等设备实现对于水质监测的数据采集。
为了保证数据的精准性和牢靠性，该模块一般需要安装在离排口比较近的位置。
•数据传输端：该模块紧要负责将采集到的数据进行传输，包括嵌入式网络通讯、数据传输网络等多种传输方式。
为了保证数据的适时性和安全性，数据传输模块需要实现数据的加密和压缩等技术手段。
•数据存储端：该模块紧要负责将传输过来的数据进行存储，可以选择使用云存储或者本地存储的方式，保障数据的牢靠性和安全性。
•数据管理端：该模块紧要负责对系统进行维护和管理，包括：数据监测、数据质量监控、数据处理与分析、实时警报等多项功能。
在数据管理模块中，该系统用户可追踪特定排口以了解实时行为和潜在的风险，以及管理排口所使用的设备和技术。
此外，数据管理模块可以与公共数据管理平台和分类管理平台等相关平台进行数据同步，确保数据适时牢靠地传输。
功能特点实时监测同阳入河入海排口在线监测系统能够实时监测排口的水质和流量等参数，保障水体的健康和人类的生态环境。
数据牢靠该系统接受分布式架构设计，数据牢靠性高，并且可以事件存储，以保障数据存储安全性。
广泛适用该系统适用于各种水源的监控场景，广泛适用于海洋水、河流水、城市污水、工业废水等水源的监测需求。
使用测绘技术进行河流流量监测的方法
使用测绘技术进行河流流量监测的方法河流的水量流量对于区域生态环境和水资源管理至关重要。
因此，准确地监测和测量河流的流量是非常重要的。
传统的流量监测方法主要依靠人工观测和地面测量仪器，但这些方法存在着一些局限性，如局部性、费时和费力等。
近年来，随着测绘技术的发展和电子产品的普及，使用测绘技术进行河流流量监测逐渐成为一种趋势。
下面将分别介绍一些常见的测绘技术在河流流量监测中的应用。
1. 高精度定位技术高精度定位技术是现代测绘技术的核心之一。
通过使用全球卫星定位系统（GPS）和地面基准站等设备，可以实现对河流流量的准确测量。
这些设备可以提供高精度的位置信息，使测量结果更加可靠和精确。
此外，结合激光测距仪等设备，还可以实现对水流速度的测量，进一步提高流量监测的精度。
2. 遥感技术遥感技术是另一种常用的测绘技术，它通过获取和解译来自卫星、飞机和无人机等平台的图像和数据，可以实现对大范围地区的监测和测量。
在河流流量监测中，可以利用遥感技术获取河道的宽度、深度和水位等信息，从而计算出流量。
同时，结合地理信息系统（GIS）技术，还可以建立流量监测模型，实现对流域水资源的管理和调度。
3. 水声测量技术水声测量技术是一种通过声波传播来测量水位和流速的方法。
利用声速和声传播时间可以计算出水的速度。
通过在河道中布设声能传感器，可以实时监测水位和流速的变化情况，从而计算出流量。
水声测量技术具有自动化、高精度和实时性的特点，适用于长期稳定监测。
4. 无人机技术无人机技术在近年来得到了广泛的应用。
通过搭载高分辨率相机和传感器，可以实现对河流流量的监测和测量。
无人机可以在较低的高度飞行，通过拍摄照片或录制视频的方式获取河道的形态信息。
结合遥感技术和图像处理技术，可以实现对河道的矢量化和流量计算。
综上所述，使用测绘技术进行河流流量监测可以提高测量精度、减少人力成本并实现实时监测。
不同的测绘技术有不同的适用场景，可以根据实际情况选择合适的技术。
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– –
测深精度：垂直波束和压力传感器 测速精度：4个探头，测量垂直和水平剖面流速
IQ 的应用
IQ - 小型渠道
IQ+ - 较深渠道、天然河道
用于梯形的规则渠道
管道型 IQ - 管道的量水
IQ Software Smart Page
IQ 的表现（流速剖面）
2.5
2.5
2
2
雷击浪涌保护器 – SPF 1500
顶端和底端，组成一套 南方多雷雨地区必配
获得好的数据 … 1
符合条件的断面 – 顺直河道 稳定流
好的安装 – 安装点位置 安装高程
水平式 的安装 … 1
安装位置的选择
安装在河岸边或支架上 桥墩或其它建筑物侧壁上
安装的位置处于河道顺直、稳定的河段
SL 3G 的优势 … 2
配有 4 GB 的内存，可存储 1 年的数据 RS-232，SDI-12，Modbus 的输出格式 可实时查看数据并下载，而不中断数据采集 多个 SmartQC 智能质量控制功能，提示测 量点潜在问题 – 由状态码查找 强大的回访和数据分析、图表的功能
座底式 IQ
目前世界上最先进的走航式 ADCP 全自动的测量过程，一键操作 直接输出流量、断面面积、断面平均流速
专为河流流量测验设计的全新 硬软件
多频 智能
问题？
谢谢
欢迎交流和赐教
赛莱默分析仪器 陈耀祖 首席水文应用 (宽) ×4.3m(高)，设计流量约 23 m3/s
采用不锈钢支架+导轨的形式安装 于出水口渠道底部
便携式 IQ
…1
IQ 应用中的新创意 － IQ On a Stick
在环保行业中的应用
FlowTracker FT
已经成为环保行业测流工具
现场使用有不足之处
IQ
IQ
更适用于 非涉水测量
可以直接显示 流量和水量
便携式 IQ
…2
成都第一污水处理厂
率定
采用走航式 ADCP，不同流速级同步测量
走航式 ADCP 可以获得流量、断面面积
断面平均流速与指标流速的回归分析
关系公式和断面形状输入软件中
SL 自动计算实时流量
走航方式多普勒剖面仪 … M9/S5
浙江嵊州水文站 河宽 300米
6
受下游水工建筑物影响
多普勒流速仪应用
多普勒流速仪作为天然河道流量在线监测 仪器，已经成为国际、国内普遍的共识
利用声学多普勒频移原理测量水流流速 通常简称为 ADCP 适用于固定安装、固定断面的流量实时在线监测 同样适用于常规测验困难、受工程影响测流断面 选型：水平（侧视）、 垂直（座底） 取决于现场断面的工况
ADCP 三种不同的应用场合
走航式：适用于巡测、固定断面、突发事件 测流的需要，灵活，不需率定和校正
固定式：适用于固定断面流量实时在线监测 适用于常规测验困难、受工程影响测流断面 手持式：适用于枯期河道、湿地、突发事件 时流量快速测量等，灵活和简便
固定式多普勒剖面仪 - SL
…1
最大特点在于能够自动测量和实时测量
Vm = 1.039 Vi + 0.104
16
在线流速仪的“困惑” … 1
在线流速仪不是 万能 的，有很多使用限制
水深与河宽比例的限制 – 纵横比
水位变幅的限制
不正常流态分布的限制
断面变化频繁的限制
在线流速仪的“困惑” … 2
率定工作比较复杂（规则断面除外）
需要采用走航式流量计的同步比测 比测点一般在20个点以上，覆盖高、中、低流速 采用回归分析的方法，确定率定公式 率定关系线需通过三线检验，精度符合规范要求
通常河流的主槽最具有代表性
软件多流层功能可以用以分析
在仪器测量范围中选择最合适的单元大小
不应包含回水、紊流部分
固定式多普勒剖面仪 - SL … 6
保证无障碍的通道，是另一个关键
传播路径上障碍物会影响流速数据
发射的超声波是一个锥体，有一定的指向角
对河道水深有一定的要求
SonTek 探头指向角 1.4°，纵横比 1:20～40
两个声学传感器位于同一水平面上。同时要注意
主机底面必须垂直，以保证波束为水平发射
获得好的数据 … 2
好的设置
采样历时的选择 采样单元范围的选择
好的维护
探头周围防止遮盖物 采样单元路径没有障碍物
SL 的优势
最小的指向角 – 1.4° 内置流量计算功能 内置罗盘/倾斜计 换能器的抑制旁瓣干扰功能 率定软件 FlowPack
I – 智能
Q – 流量
座底式安装多普勒剖面仪
– –
测量水深（水位） 测量流速
计算流量和总水量 有三种型号 － 标准型 增强型 管道型
IQ 的亮点 … 1
超薄、流线型设计（2.8cm 高）
5 个超声波探头（3 MHz）
– –
1个测深探头
沿轴线波束 （下游） 通讯／电源 连接插座
安装支架
率定周期较长
SL 的选型
三种规格：SL30003G, SL15003G, SL500
主要技术指标
水平最大测量范围：5米，20米，120米 水深最大测量范围：5米，10米，18米 最大流速：7 米/秒
6 米/秒
选型取决于河道断面的宽度、水深
SL 的配置
主机
电缆线
基本配置 10 米，可订购最长100 米
固定式多普勒剖面仪 – SL
…7
经过比测和率定，才可获得在线和实时的流量
固定式多普勒剖面仪实测的是代表流速 － 指标流速 建立指标流速与断面平均流速之间的关系，需要率定 不同的流速或水位情况下进行同步比测 对数据进行回归分析，得到 关系曲线或回归方程
广东佛山
马口水文站
2006.4 ～ 2006.8 潮汐河段
固定式多普勒剖面仪 - SL
…4
美国地调局的经验，几百米宽河流，仍然可以采 用几十米内的水平平均流速作为指标流速 测量实际的水位（水深），通过预置的断面几何 尺寸，由软件计算出断面面积 实时瞬时流量 ＝ 断面平均流速 × 断面面积
固定式多普勒剖面仪 – SL
…5
采样单元是否有代表性，是正确应用的关键之一
…3
指标流速法假设：某一部分流速与断面平均流速 存在着固定并唯一的关系
指标流速法技术在水文系统的 广泛使用 转子式流速仪测点流速 Vs 垂线平均流速
Vertical Beam for Stage Measurement
Horizontal Beams for Remote Velocity Measurement
4个测速探头
斜向波束
4 GB 内存 低功耗
温度传感器 沿轴线波束 （上游） 水位测量 －垂直波束 －压力传感器
斜向波束
IQ 的亮点 … 2
可测量的最小水深 8 cm
智能功能 － SmartPulseHD
安装简单，几乎不需要工程
多种接口 － RS232／SDI-12／Modbus
而通常采用的测验方法，都无法做到自动和实时
？
固定式多普勒剖面仪 - SL … 2
为了做到自动和实时，流量在线监测采用间接测 量断面平均流速的方法 测量水平某层或垂直某条垂线的平均流速
采用率定方法（指标流速法），建立SL实测流速 与断面平均流速之间的相关关系
固定式多普勒剖面仪 - SL
安装位置的水层，有较好的代表性，避开有回流
的地方
水平式的安装 … 2
安装时的注意事项
安装高程要根据具体情况而定。基本原则是使SL
位于水深的0.6处
离水面或渠底最小距离，不同频率的SL也不同，
根据 1:20～40 的比例原则
用 SonTek 自带软件的波束诊断功能，检查声波
路径是否有障碍物
IQ 的安装
只需将装有IQ的安装支架，用两个螺栓固定在渠 道中心线处即可（如图） 用户可以根据流向确定仪器安装板插槽的方向 超低功耗可使用较小的太阳能板和电池供电 配合简单支架，也可实现便携式测量
应用案例
牛栏江-滇池补水工程调水末端出 口水质水量自动监测站 IQ安装于出水口渠道中，实时监控 渠道中的水流流量
河流流量在线监测技术 及应用案例
海洋环境监测技术交流会
2016.11.23
广东佛山马口水文站 河宽 550米
2
感潮河道，潮流共存
长委重庆北碚水文站 河宽 220米
3
山溪性河流，水位变幅大
浙江平湖青阳汇水文站 河宽 100米
4
平原水网通航河道，流速缓慢
浙江宁波水文站 河宽 150米
5
入海口潮汐河道，双向流速
1.5
Depth (ft)
1.5
1
Depth (ft)
1 0.5
1 1.2 1.4 1.6 Velocity (ft/s) 1.8 2
0.5
0 0.8
0
1
1.2
1.4
1.6 1.8 Velocity (ft/s)