水闸水雨情监测设施建设项目

功能设计

在水闸上、下游挡墙外侧各安装1套雷达水位计，水闸屋顶布置个雨量计，水位及雨量监测数据的采集与传输主要是实时的完成水位、雨量数据的采集与处理，并按照设定的工作方式、时间间隔、增量范围将数据上传至扬压力监测站边缘计算终端，再由边缘计算终端统一打包上传到服务器。

1. 现场设置及远程控制功能

在现场对监测站运行用到的参数进行设置，设置好后自动保存，掉电后不丢失；监测站可接收服务器端的命令，更改测站运行参数。

1. 自动传输和召测应答相结合功能

（1）增量自报：当水位参量变化达到设定的增量值立即向中心报数。

（2）定时报数：即在水位参量无任何变化的情况下，但设定的定时报数间隔满足时，也自动上报一次雨情数据。

（3）召测应答：服务器端随时可以对水位站进行数据召测。

1. 采集和传输频率

提供数据监测密度智能调整功能。监测站一般 15 分钟采集传输一次数据， 各站点还可根据情况对监测密度进行定制，例如汛期可对某宗危险度较高的水利工程设定监测间隔为 5 分钟等。此外，系统可根据监测到的水位值、雨量值实时调整数据监测频率，当水位值、雨量值大于某特定阈值，将自动调高监测频率，使得对水位、降雨量的监测更为智能、有效。

测站架构

雨水情监测站设备有边缘计算终端、雨量计、水位计、供电系统等。测站基本构架如图所示。边缘计算终端作为水闸数据汇集中心，每个水闸安装1个，除采集雨量、水位外，还接收扬压力、渗压监测数据。

雨水情监测站基本构架

传输信道

根据现场网络条件，本系统的通信网络采用公共网络。

由各类传感器采集到的实时监测数据，通过公共网络转发到互联网，再由互联网传输到系统平台。

电源设计

根据现场条件，整体设备均采用太阳能供电方式。每个站点均采用1块功率为100W的太阳能板及1个12V100AH的蓄电池供电，在采用太阳能板浮充条件下保证设备长期正常工作。

防雷设计

在监测设备设计中，防雷是个重要和必须解决的问题。本系统防雷体系本着避、隔、导的次序和原则进行设计。避，即避开。最大限度地减少切割雷击磁力线，避免感应雷；隔，就是隔离，本系统所有电子设备都采用了3级防雷电路进行隔离，避免损害；导，就是引导，当有直击雷在设备附近时，通过避雷针引雷，并导入大地，以保护设备安全。

主要设备技术参数

水位、雨量监测站设备由雷达水位计、雨量计等组成。主要设备技术指标如下：

1. 翻斗雨量计

1. 承雨口内径：Φ200mm±0.6mm；
2.  测量降水强度：0.01-4mm/min；
3.  分辨力：0.5mm；
4.  误差：≤±4%。

1. 雷达水位计

1. 分辨率：0.1cm；
2. 测距：0-30m
3. 测距精度：±2mm
4. 测距分辨率：1mm
5. 工作电压：DC12V
6. 功耗：＜80mA
7. 通讯协议：RS485，Modbus
8. 工作温度：-40℃~﹢80℃
9. 防护等级：IP68。

设备安装

1.安装要求

监测站的安装满足以下要求：

（1）水位计安装支架固定安装在水闸挡墙上；

（2）水位、雨量计安装位置开阔无遮挡物；

（3）各设备安装具备防水、防尘、防雷、防风、防锈等措施。

2.安装内容

在水闸上、下游挡墙外侧通过雷达水位计支架，固定安装雷达水位计，在水闸闸室屋顶开阔位置固定安装翻斗雨量计。安装方式需简便快捷，并且具有安全、防雷、防盗、便于维护的特点。

3.施工过程

（1）建设安装杆

包括以下主要工作：

①横杆。挡墙墙面上安装定制雷达水位计横杆，为了保证安装杆的稳定性，采用M8膨胀螺丝固定。

（2）安装雷达水位计

包括以下主要工作：

①固定好水位计探头，调节好探头的角度，需要经过测试才能完成。为了保持探头的角度在风力强劲的情况下也不会改变或者晃动，必须将探头固定牢固。

②接好数据线。

（3）安装雨量计

包括以下主要工作：

①安装固定仪器，调整承雨口水平，并将仪器固定；

②调整支架水平，取下不锈钢外筒，检查和调整支架上的水平泡的气泡是否居于中间位置，处于中间位置则安装成功。

（4）收尾工作

包括以下主要工作：

①垃圾清运，场地平整；

②接好通讯数据线。

调试工程

1. 检测各设备电源和数据通讯线连接是否正确；
2. 水位计调试：根据现场情况，将水位计探头角度调整好，按规定测试；
3. 通讯调试：调试传感器与边缘计算终端的数据传输是否正常。
4. 整机调试：需按照现场安装调试内容逐项进行调试。