天然河流在线流量监测系统方案
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。
河流水质监测网络布局优化方案比较
河流水质监测网络布局优化方案比较随着工业发展和城市化进程，水污染问题已经成为全球各地面临的共同挑战。
为了保护水资源和维护生态环境，监测和评估河流水质变得至关重要。
河流水质监测的有效性取决于监测网络的布局。
本文将比较几种河流水质监测网络布局优化方案，分析其优缺点，并提出我认为最佳的方案。
方案一：传统固定布局传统固定布局是指在特定位置设置确定数量的监测站点。
这些站点分布在整个河道上，根据特定的区域划分进行监测。
这种布局可提供较广泛的监测范围，并产生稳定的数据。
然而，由于站点数量有限，无法精确监测到整个河流的变化情况。
此外，固定布局对额外的成本和维护困难。
方案二：移动监测系统移动监测系统是一种基于先进技术的新型监测方法。
它利用航拍、卫星遥感和水下机器人等设备，在整个河流上自动收集数据。
这种方案具有高时空分辨率，可以实时监测河流的水质变化。
然而，该系统需要大量的技术支持和财力支持，且可能存在隐私和安全方面的问题。
方案三：分布式监测网络分布式监测网络是一个相对灵活的布局方案。
它利用传感器网络，将监测点分散在整个河流区域。
这些传感器可以测量水质参数，并将数据传输到集中的控制中心。
分布式监测网络具有较低的成本和易于部署的优势，同时可以提供全面而准确的数据。
然而，由于传感器的故障或不准确性，可能导致监测数据的不确定性。
综合考虑以上方案的优缺点，我认为最佳的河流水质监测网络布局优化方案应该是采用分布式监测网络。
分布式监测网络能够在较低的成本下提供全面而准确的数据，并且易于部署。
它可以根据河流的特点进行灵活的布局，同时具有一定的容错性，能够应对传感器故障或不准确性带来的问题。
为了进一步优化分布式监测网络的性能，可以采取以下措施：1. 合理选择监测站点：选择在具有代表性的区域和水质变化较大的位置设置监测站点，以确保获取准确的数据。
2. 提高传感器的准确性和可靠性：选用高质量的传感器，并定期进行校准和维护，以提高测量结果的可靠性。
河流监测项目实施方案
河流监测项目实施方案一、项目背景。
近年来，随着城市化进程的加快和工业化的发展，我国河流水质受到了严重的污染，给生态环境和人民生活带来了严重的影响。
为了有效监测河流水质，提高水环境保护水平，我们决定开展河流监测项目。
二、项目目标。
1. 确定河流水质监测点位，全面了解河流水质状况；2. 建立完善的河流水质监测体系，实现实时监测；3. 提出针对性的水质改善措施，保障河流水质安全。
三、项目内容。
1. 水质监测点位确定。
根据河流长度、流域面积、水质受污染程度等因素，确定水质监测点位，确保全面覆盖，全方位了解河流水质状况。
2. 监测设备采购。
购买先进的水质监测设备，包括水质自动监测仪、水样采集器等，确保监测数据的准确性和及时性。
3. 监测方案制定。
制定详细的水质监测方案，包括监测频次、监测参数、监测方法等，确保监测工作的科学性和规范性。
4. 监测人员培训。
对监测人员进行专业的培训，提高其水质监测技能和业务水平，确保监测工作的有效开展。
5. 数据分析与报告编制。
对监测数据进行分析，编制水质监测报告，及时发现水质异常情况，并提出改善建议。
四、项目实施步骤。
1. 确定项目实施计划，明确各项任务和时间节点；2. 落实监测点位确定和监测设备采购工作；3. 制定监测方案，组织监测人员进行培训；4. 开展水质监测工作，收集监测数据；5. 对监测数据进行分析，编制水质监测报告；6. 提出水质改善建议，推动相关部门采取有效措施。
五、项目预期效果。
1. 形成全面、科学的河流水质监测体系；2. 及时发现水质异常情况，提出改善建议；3. 促使相关部门采取有效措施，改善河流水质；4. 提高公众对河流水质保护的关注度，推动社会各界共同参与水环境保护工作。
六、项目风险及对策。
1. 设备故障风险，定期对监测设备进行维护保养，确保设备正常运行；2. 人员技术风险，加强对监测人员的培训，提高其水质监测技能；3. 数据准确性风险，严格执行监测方案，确保监测数据的准确性和可靠性。
天然河道测流
说起天然天然河道我们会想到长江、黄河，但是近年来，随着各种水资源的利用以及工业的发展，天然天然河道的水已经岌岌可危了，还有每到下雨的时节人们也总会担心会不会有洪灾，所以越来越重视水文监测，大部分的天然天然河道都需要去实时的监测。
在建设水利信息化监控系统工程中，天然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，测量天然河道流量可以使用以下3种设备：天然河道多普勒流量计、雷达流量计、ADCP。
天然河道多普勒流量计：采用多普勒测量原理，将传感器放在被测天然河道内，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，就可以显示天然河道内的瞬时流量和累计流量。
选型条件：要求天然河道宽度＞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：要求天然河道最低水位在5cm以上，水面不能是平静的，流速范围在30cm/s-15m/s。
流量监控测站图ADCP天然河道流量计：测量原理和GRCF天然河道流量计相同，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。
HZ-SVR系列雷达流量计能够连续测量河流及明渠的水流流量，结合雷达流速仪及雷达水位计，采用非接触方式测量获得表面流速及水位高度。
智慧水利流量监测系统建设方案
远程监控平台功能开发
数据接收与存储
开发数据接收模块，实现对传感器数 据的实时接收和存储，确保数据的安 全性和可追溯性。
实时监测与预警
通过图表、曲线等形式展示实时监测 数据，并根据预设阈值进行预警提示 。
数据分析与报表生成
运用数据挖掘和分析技术，对历史数 据进行趋势分析、对比分析等，并生 成相应的报表和图表。
拓展性需求
监测点扩展
系统需要支持监测点的灵活扩展，方便增加新的监测 点以满足实际需求。
功能模块扩展
系统需要支持功能模块的扩展，可以根据实际需求增 加新的功能模块，如水质监测、气象监测等。
数据接口扩展
系统需要提供标准的数据接口，方便与其他系统进行 数据交换和共享。
03
系统架构设计
整体架构设计思路
数据采集设备
选用高性能的数据采集器 ，实现多通道、高速度的 数据采集和处理。
软件系统架构规划
数据采集层
负责实时采集传感器数据，并进行预处理和 格式化处理。
数据处理层
对接收到的数据进行存储、分析和处理，提 取有价值的信息。
数据传输层
通过通信网络将数据传输到数据中心，确保 数据的完整性和安全性。
应用层
定期对监测数据进行备份，确保数据安全；同时，制定数据恢 复方案，以应对可能的数据丢失或损坏情况。
根据业务需求和技术发展，对监测系统的软件进行更新和升级 ，以提高系统的性能和稳定性。
保持监测设备所在环境的整洁、干燥、通风，确保设备正常运 行。
故障诊断、排除及预防措施
01
故障诊断
利用系统自带的故障诊断功能，对监测设备进行全面检测，准确定位故
01
基于物联网技术，实现全面感知、可靠传输和智能 处理。
江河湖泊流域水质在线监测解决方案
江河湖泊流域水质在线监测解决方案江河湖泊的水质是农业、工业和生活活动的综合反映。
为了保护和改善水质，水质在线监测变得尤为重要。
本文将介绍一种针对江河湖泊流域水质在线监测的解决方案。
解决方案包括以下几个方面：1.选择合适的监测设备要实现水质在线监测，首先需要选择合适的监测设备。
可以使用传感器和探测器来监测水体中的关键指标，如溶解氧、pH值、浊度、氨氮、总磷等。
这些设备应具备高精度、高可靠性和远程监测功能，以便实时监测和记录水质数据。
2.建立监测网络为了全面监测江河湖泊流域的水质，需要建立一个覆盖范围广泛的监测网络。
这个网络应该包括多个监测站点，分布在江河湖泊流域的不同地理位置。
监测站点的选择应考虑区域的重要性和水质变化的敏感性。
监测站点之间可以通过无线传输技术进行数据传输，实现数据的实时共享和统一管理。
3.数据采集和处理监测设备会不断产生大量的水质数据，为了充分利用这些数据，需要进行有效的数据采集和处理。
可以建立一个针对水质数据的数据库，将数据按照时间和地点进行分类存储。
同时，可以利用数据分析和挖掘技术，对数据进行统计和分析，发现水质变化的规律和趋势，为水质管理提供科学依据。
4.预警和应急处理当监测数据超出事先设定的阈值时，应该及时触发预警系统，告知相关部门和人员，以便采取相应的应急措施。
预警系统可以通过短信、邮件、手机APP等多种方式进行通知，确保信息的实时性和可靠性。
在出现水质问题时，应建立健全应急处理机制，及时采取措施解决问题，并对事件进行记录和分析，以便改进和预防类似事件的发生。
5.公众参与和宣传教育水资源是公共资源，关系到每个人的健康和生活。
为了提高公众对水质的关注和认识，需要加强宣传教育工作。
可以通过媒体、互联网和社区活动等方式，向公众传达水质监测的信息和工作成果，增强公众的环保意识和责任感。
同时，也可以鼓励公众参与水质监测工作，通过众包的方式拓展监测网络，共同守护水资源的健康。
以上就是针对江河湖泊流域水质在线监测的解决方案。
河道流量监测
近年来，随着人们的越来越重视水文监测，大部分的河道都需要我们去检测。
而且还有很多地方将他们所在的区域河道节点进行了大面积改造，建设清淤除障及布设防洪信息化监控系统，以实现河道生态流量和水量全天候的自动化测量和监控。
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。
HZ-SVR系列雷达流量计能够连续测量河流及明渠的水流流量，结合雷达流速仪及雷达水位计，采用非接触方式测量获得表面流速及水位高度。
河流水量及流速实时监测与预警系统设计
河流水量及流速实时监测与预警系统设计随着城市化的快速发展和全球气候变化的影响，河流水资源的合理利用和保护日益成为人们关注的焦点。
河流水量及流速的监测与预警系统设计是十分重要的一部分，可以提供实时数据以帮助相关部门做出准确的决策。
本文将探讨河流水量及流速实时监测与预警系统的设计。
一、系统设计需求1. 实时监测：系统需要能够实时获取河流水量和流速的数据，并能够及时反馈给相关部门和人员，以便他们能够做出相应决策。
2. 高精度测量：系统需要具备高精度的测量技术，以确保测量结果的准确性和可靠性，提供可信的数据支持。
3. 多点监测：系统应该能够在河流的不同位置进行多点监测，以全面了解河流水量和流速的变化情况，避免单点监测的片面性。
4. 数据分析与处理：系统需要具备数据分析和处理的能力，能够将实时监测数据进行整理和分析，以提供有关河流水量和流速变化规律的信息。
5. 预警功能：系统应当能够根据监测数据，预测可能发生的洪水、旱情等情况，并及时发出预警信号，帮助相关部门和人员做好应对准备。
二、系统设计方案1. 监测设备选择：为了实现高精度的监测，可以选择使用激光雷达测量水面高度、超声波流速计测量流速，同时结合水位计、流速仪等传感器，以获得准确的河流水量和流速数据。
2. 数据传输与存储：监测设备通过无线传输技术将采集到的数据传输到数据中心，数据中心配备大容量存储设备，用于存储历史数据及分析数据处理。
3. 数据分析与处理：数据中心应具备强大的数据处理能力，能够进行实时数据分析和处理，提取重要的监测指标，并生成图表和报表，以帮助相关人员更好地理解数据。
4. 预警系统：数据中心应设置相应的预警模型，通过分析历史数据和当前监测数据，预测河流水量和流速可能出现的异常情况，当达到预警阈值时，即时发出预警信号给相关人员。
5. 可视化界面：为了方便用户查看和理解数据，系统应设计用户友好的可视化界面，以图表、地图等形式展示实时监测数据和预警信息。
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天然河流在线流量监测系统方案1. 在线监测系统概述1.1 基本情况流量站实时测流系统的建立。
随着国家工业发展水资源越来越紧，同时水污染加重可利用水源越发稀缺。
中小河流在线流量监测重要性更显突出。
河流在线流量监测，可实时掌握可用水资源。
河流在线流量监测，可通过水闸等调配县市级流域水量。
河流在线流量监测，可了解污水走向，提供决策依据。
河流在线流量监测，在山洪和台风期间掌握各河道流量防范“天灾”。
省市县镇交界河道流量在线流量监测，可为相互“水权”提供依据。
1.2 设计目标流量站新建全自动的流量实时在线监测方式，实现对河段断面流量流速的实时在线监测，并且将流量计算的水位信息等数据通过无线传输方式传送到水文站房。
1.3 设计原则（1）实时性、容错性实时采集现场中的流速、水文等信息，会同断面数据能及时获得流量信息，并将其存在业务数据库中。
具有较强的实时性和较高的处理效率，对访问的响应时间要短；采集接口的实时性好，能满足其应用的需要；采集接口的采集周期在5秒到5分钟之间（可根据需要进行设定）；采集接口的实时性不能影响控制系统的性能。
采集通信方式在具备条件的场合，实现冗余；采集软件要有容错处理机制；实时数据库系统具有容错能力，根据具体的硬件条件实现冗余。
（3）完整性、标准化信息的传输与处理遵循标准化的协议，以保证信息的相对完整性与一致性。
对采集方式、采集设备尽量采用统一标准和型号, 坚持系统的开放性和可扩展性。
建立一个开放的、标准的、可扩充、易管理、升级的实时数据库系统。
不仅仅要做到配置上的先进，更主要的是开发上和应用上的先进。
（5）安全性、可靠性在操作上严格权限管理。
系统应提供审计跟踪功能，记录所有用户操作过程，对出现的系统安全问题提供调查的依据和手段；系统应具备事务日志功能。
保证在恶劣天气条件下能正常运行，确保采集通信信道畅通。
1.4 系统功能（1）能对断面流速、水温、流向、水位等进行24小时连续在线监测。
（2）能根据实时采集的流速、水位，计算断面流量。
（3）能实现水量数据采集、流量计算、存储、传输的功能。
（4）能将采集的水位、流速、流量和测站状态信息通过通讯网络传输到接收中心。
（5）可人工设定和修改断面平均流速关系线。
2. 流量方案比选监测方法主要断面流量监测方法2.1 主要断面流量目前进行流量自动测量的方式有以下6种：缆道测流、声学多普勒流速（ADCP）、超声波时差法测流、水工建筑物（涵闸）推算流量、水位比降法推算流量、雷达水表面波流速测量再推算流量。
缆道自动测流1、缆道自动测流缆道测流是适合我国国情的一种测流方式，经 50多年发展，技术设备较为成熟，其中全自动缆道测流系统测流精度可达到95～98％。
该方法由人工一次性启动缆道测流装置后，可自动测量全断面测点流速和垂线水深，并自动计算出断面面积和流量。
由于缆道测流的测量精度较高，且不需要进行率定，在系统工程中主要是用于不规则断面的流量测量，实现对主要测流断面的流量控制。
超声波时差法测流2、超声波时差法测流超声波时差法测量流速国内外均有定型产品用于管道和渠道，但国内没有定型生产用于天然河流的产品。
本方法能方便地解决断面不同水层的平均流速测量，充分利用电脑技术将超声波时差法测流、超声或压力水位计和预置河床断面等技术集于一体后，可构建实时在线的流量测量系统，该方法适用于断面较稳定，有一定水深的河道，还需要借用断面面积参数（另用人工方法测量）和用流速仪等标准测流设备标定流量计算模型后，才能正常启用，其建站总投资大于缆道测流站。
超声波时差法自动测流站工作原理为在测量断面上设置单层或多层超声波换能器斜交叉布置在河两岸，超声波换能器由二次仪表控制，从河道的一岸顺流发射超声波，另一岸接收，然后再反向进行工作，根据顺、逆流传输测到的时间差计算出相应水层的平均流速，另外一换能器向上发射超声波，遇到水面时反射再由同一换能器接收回波，根据时间差测出水深（也可选用压力水位计测量出水深）。
如果是规则断面则通过水位算出断面面积，通过流速积分和人工标定的流量系数可计算出流量，其流量精度可达5%以内。
若为不规则断面则必须根据数据建立数学模型，根据测量数据计算流量或通过人为标定流量系数计算流量。
该仪器的最大特点是在线连续测量，缺点是在断面较宽、水浅和含沙量较高的条件下无法使用。
另外，由于换能器是安装在河的两岸，二次仪表只能放在某一岸，而另一岸的换能器信号线则必须从河底或高架过河。
如果从河底过施工难度较大，无疑增加了工程量和投资。
再则超声波时差法测流，易受行船影响，致使测流精度降低。
3、声学多普勒流速测流声学多普勒流速测流声学多普勒流速测流声学多普勒流速测流是英文Acoustic Doppler Current Profilers 的简称,是利用声学多普勒原理进行研制的,是目前世界上最为先进的河流流速流量实时测量设备,自1981 年在美国诞生以来，随着技术不断进步和日益完善，已从海洋测量逐步应用于河流流量测量，测量精度也得到很大的提高。
从最初的盲区1 m 以上，降低到所谓的“零盲区”，剖面单元缩小到目前的0.05～0.25m ，使其在宽浅河流上的应用成为可能。
该种方法又分为2种，即走航式声学多普勒流速声学多普勒流速声学多普勒流速法和水平声学多普勒流速声学多普勒流速声学多普勒流速。
（1）水平声学多普勒流速法水平声学多普勒流速法水平声学多普勒流速法水平声学多普勒流速法主要由一到三个超声波探头一到三个超声波探头一到三个超声波探头组成，两束沿水平方向发射，利用多普勒原理测量本层水流某一段上各点的二维流速，另一束向上发射用来测量水深(可不用)。
其工作原理是一种将探头固定安装在水面下某一水深处使用的仪器，使探头上的两个声学传感器位于同一平面上，两个超声波传感器成一定角度向对岸发射，超声波遇到水中的气泡杂质等其频率发生变化，根据频率大小计算出本层水流某一段上各点的二维流速；另一束超声波向上发射，遇到水面反射测得水深。
根据预先建立的数学模型得到断面平均流速，再根据河道的实际过流面积计算出流量值。
如果断面是规则不变，利用流速面积法积分得到流量精度可达5%以内。
如果是不规则断面则主要取决于建立数学模型的精度或取决于率定的精度。
该仪器采用最新的声学多普勒技术，具有结构简单，安装方便（所有设备集中在河流一边），再加上水文部门对其管辖河流的流速流量关系有较深的了解并积累大量的试验数据，因此受到水文部门的欢迎，在美国已大量采用。
其流量计采用一体化结构，将换能器和电子部件集中在一个密封容器内，工作时全部浸入水下，通过防水电缆传输信息。
它可作为独立的流量计进行流量在线实时监测。
但水位测量有误差但水位测量有误差,,最好用浮子式最好用浮子式..对于宽度较小的河流，主机安装在河岸或渠壁的基座上，对于宽河流，可安装在河岸或渠壁上，也可安装在桥墩或其它建筑物侧壁上。
水平声学多普勒测量仪最大优点是安装方便，可靠性高，价格低廉，比较适合河道测流。
（2）走航式声学多普勒流速测流法走航式声学多普勒流速测流法走航式声学多普勒流速测流法走航式声学多普勒流速测流法是一种需渡河载体（如小船）的游动式测流设备，因为它一次能同时测出河床的断面形状、水深、流速和流量，适用于大江大河的流量监测。
该流量计的主机和换能器装在一防水容器内，工作时全部浸入水中，通过防水电缆与便携式计算机相连，流量计的操作控制在便携式计算机上进行。
全套系统由蓄电池供电，也可以用交流供电，流量计的换能器一般由3个或4个发射头构成，它们可以向水下发射在空间互成一定角度的3束或4束超声波(4束超声波最佳)，这些超声波在由水面射向河底的穿行过程中不断地经水中的固体颗粒、气泡和河底反射回来。
根据这些返回信号的频率可以测出流量计和各水层以及河底的相对位移速度，其中流量计与河底的相对速度即是船速，扣除船速便可以求取各层水流对河底的流速。
根据河底返回速度分量结合测得的船行方位便可求取水流的真实方向。
根据河底返回信号的时间测出水深。
流量计由河这岸向对岸穿行测量一次，便可测出经过各点的水深以及流速的大小和方向，将流速矢量对河床水流断面进行积分，便得到了河床流量。
因为采用的是矢量积分，所以所测流量的大小与流量计渡河路径无关。
4、水工建筑物水工建筑物（（涵闸涵闸））流量测量流量测量根据闸门上下游水位及闸门开度，通过通过水位、闸位、流量关系曲线求出对应的过水流量。
其优点是只要准确地测量出上下游水位及闸门开度，即可换算出过流量，但不足之处是需人工进行标定，确定经验公式的相关系数。
典型的闸流流量公式：Q＝CBH03／2式中：C 为流量系数，B 为过水总净宽，H0为上游水头典型的孔流流量公式： Q＝MA√Z式中：A 为过流断面，Z 为上下游水位差，M 为综合流量系数由于受水工建筑物的结构、闸门形状和下游出水口的流态等多种因素影响，流量系数不易准确确定，需要通过人工测量来确定流量关系曲线，测量精度不高。
5、比降法比降法通过测量河流上一段距离的上下游水位及水面坡度，设定的河流的糙率系数，根据曼宁经验公式推算流量。
当测流河道的水流不是自由流，水位受上下游水工建筑物的影响较大时就无法推算流量。
另外，此方法精度不高，在比降不大的河段更是不准确。
故本方法在此是不可行的。
6、雷达水表面波流速测量再推算流量雷达水表面波流速测量再推算流量法法通过测量河流几点水表面流速，再由水表面流速推算河道流量。
此方法精度不高，受外界因素影响较大，如风，下雨等。
另一关键因素是雷达测速仪在水表面流速低于0.5米时已无法测量米时已无法测量，，所以用雷达测速仪做在线实时监测很难实现所以用雷达测速仪做在线实时监测很难实现。
2.2 测流测流方法方法方法比选比选综述3.1.1，前3种及第6种方法属于流速面积法，4、5二项属于水位～流速关系法。
在天然河流或渠道上，流速面积法是比较准确的流量测验方法。
但真正能做到实时自动测量流量的只有只有只有声学多普勒测量声学多普勒测量声学多普勒测量法法（因只有因只有声学多普勒声学多普勒ADCP 能做到安装在河边即可测量出从近到远上百个不同位置上的点流速能做到安装在河边即可测量出从近到远上百个不同位置上的点流速，，再依据各点流速在水下位置及水力学模型即可推算垂线平均流速点流速在水下位置及水力学模型即可推算垂线平均流速，，进而推出河道断面平均流速和河道瞬时流量均流速和河道瞬时流量））、超声波时差法和缆道测流方法，虽然缆道测流精度比较高，但需要架设过河缆道，施工量大，造价高，且测流周期较长，对航运有影响。
超声波时差法需要在河道两岸安置设备和布设穿越河道线缆，同样存在缆道测流法一样的缺点，在有行船的河道上使用更困难。
而用声学多普勒测量声学多普勒测量声学多普勒测量法只需法只需在河岸的一边布设测流设备在河岸的一边布设测流设备，，施工难度大大降低施工难度大大降低，，既不影响正常的航运既不影响正常的航运，，又能达到较高的测流精度和实时在线自动测报达到较高的测流精度和实时在线自动测报。