讲义水文站基本测验项目建设要求

20cm口径雨计
降雨量mm
雨量传感器选型
•根据《降水量观测规范》（SL21-2006）规定： 1、需要控制雨日分布变化的雨量站应记至0.1mm;需选用0.1mm
雨量传感器(一般用于气象部门，水文部门一般是和水面蒸发配套 时选用）;
2、多年平均降水量小于800mm的地区，可记至0.2mm,因此，可 选用0.2mm的翻斗雨量传感器，(在四川主要是甘孜州、阿坝州、 凉山州等少雨干旱地区）;
• （4）施工时水准点的混凝土底层应足够深，确保其长期稳定。 • （5）水准点高程确定（一个基本水准点可根据站点实际情况确定，应与
地方防洪标高为同一系统）、其余水准点应采用三等水准进行引测，应有 符合相关规范的测量记录计算，并提交测量记录与处资料）。
水尺引测基本原理
前视
后视
水面
前视 后视 P1
切尺 P2
水文测流缆道建设概念及实例
• 水文缆道驱动方式（控制系统）：全自动、半自动。
水文测流缆道建设概念及实例
• 水文缆道信号系统：水文缆道信号系统主要是实现行车运 行的水平距离即起点距、铅鱼（或采样器）垂直升降的高 度即水深（以上简称水文缆道的运行参数）以及流速仪转 动速度等参数的测量与记录计算的设备。
1、水尺零点高程引 测应采用四等水准 测量。
2、测量过程精度应以mm计，取 用高程以cm计。
3、测量误差应满足《水位观测标准》要 求。
接地地网敷设要求
• 接地地网从功能上可分为避雷接地地网和 设备接地地网，从结构上可分为独立地网 和组合地网。
• 1、避雷接地地网接地电阻要求≤ 10 Ω • 2、设备接地地网接地电阻要求≤ 4 Ω • 3、组合接地地网接地电阻要求≤ 1 Ω，同时
准备水量-剩余水量
等效10mm输出时的翻斗翻动次数
(10.0-实际注入水量)/实际注入水量
以实际翻斗次数对RTU计数进行符合性比 对
遥测水文（位）站的基本要求
1. 基础设施及设备选型 2. 水尺（直立式水尺与斜波水尺） 3. 水准点布设 4. 水尺引测基本原理 5. 人工水尺与自动监测断面 6. 避雷接地体敷设要求
接地体垂直埋设尺寸
说明
1.施工技术要求：接地电阻≤5Ω
2.接地体的埋设按查勘选定位置确定，埋
设时尽量选择低凹、潮湿的地方。
3.接地体的形状可根据查勘所选定位置及
周边的环境，接地体统一采用"一字形"加
工，埋设时可采用"一字形"，也可以根据
4
需要采用现场组合成其它形状如"四边形"
，"三角形"，但组合后接地体的各连接点
• （2）基本水准点为永久性高程控制点，应设置在调查历史最高洪水位以 上0.5m或堤防背河侧高处，且基础稳固的地方，能保证水准点稳定又便于 引测，其中1个水准点宜设置为明标。每个基本水准点间间隔宜在300至 500米之间。
• （3）校核水准点布设在测验断面（水位观测）附近方便引测和稳定的地 点，宜设置为明标。
的横向（侧向）拉力，非自立塔则是需要靠拉偏索平衡各方向的外 力。塔架形式需根据河岸地势、河道地形以及河道宽度等因素确定。
水文测流缆道建设概念及实例
• 钢筯砼塔 • 钢筯砼桩
• 钢塔
水文测流缆道建设概念及实例
• 描：主拉偏锚（主索后臂拉拉线及主索地锚），侧拉偏锚（塔架上、 下游侧拉偏索地锚）
水文测流缆道建设概念及实例
• 水文绞车：是通过带动巡回索、起重索牵引行车横向运 行、铅鱼垂直运行的机械装置。从驱动方式可公为电动与 手动方式。 电动 绞 车
手摇绞车
水文测流缆道建设概念及实例
• 铅鱼：材质主要是铅，作用是配重。其造形要求是流线 形，目的是减小水流阻力。其大小得根据缆道跨度、水流 流速确定。
水文测流缆道建设概念及实例
要求首尾连接。
避雷接地体敷设要求
3000 40
6000
6000
6000
1:10
6000
6000
6000
100
∠50×5镀锌角钢 4
6000
镀锌扁钢40×4，加长部分必 须采用搭接焊，搭接长 度≥100mm，且搭接部分须对 四周满焊。
100
700
3000
2000
1000
原土壤 连接扁钢 回填料 接地体
直立水尺衔接
斜坡水尺及刻画
一般依托观测步道一并浇筑水尺尺床，尺床应平整，保 持其坡度斜率一至。
气泡水位计传感器（气室）高程确定
雷达水位传源自文库器高程确定 （一）
雷达水位传感器高程确定 （二）
水准点布设
水准点布设实例
水准点测量记录
• （1）水准点分为基本水准点和校核水准点两类。各站应设置基本水准点3 个、校核水准点不少于3个。
• 一般依托观测步道一并浇筑水尺尺床，尺床应平整，保持 其坡度斜率一至。
水尺（直立式水尺与斜波水尺）
直立水尺布设实例
水尺断面应与水流 流向垂直，直立水 尺设置应垂直于水 平面、安装应牢 固，具抗冲刺能 力。如有条件，一 般情况是尺面向河 岸，紧靠观测步 道。
直立水尺尺间衔接
上下两尺观读衔接段应不小于10cm。
雨量传感器、太阳能板及北斗卫星天线 安装要求
一体化机架安装 1.一体化机架安装施工分别由安装基座施工、安装支架施工、护管材料等分项组成。 2. 一体化基础应坚固稳定，采用钢筋砼制作，根据一休化支架的安装尺寸制作并预埋 基础螺丝，其基础螺丝必须与设备接地网良好连接，形成等电位体。 3.基础台面要求平整与水平，将一体化雨量支架安装在基础平台上。最终尺寸以一体化 支架安装尺寸确定。 4. 一体化支架在基座上安装，用三个基座螺栓固定于基座顶部，支架立柱应垂直于水 平面。支架与基座螺栓应良好接触，与设备地网成等电位体。 5.太阳能板安装在一体化支架上，太阳能板面朝正南方，与水平方向形成30°夹角。且 正南方向应尽可能空旷，使太阳能尽可能多的接受日光照射。 6.北斗卫星天线安装在支架上部固定。
本次水文站建 设的系统集成是要求 将水位、雨量、流量通过GPRS、卫 星实时传输到县、市（州）和省平 台。与前期不同的是增加了流量监 测要素的自动采集与传输。
池太 阳 能 电
流速（水位 ）采集传感 器
水位采集传感器
数据采集终端机（ RTU）
• （2）断面标应设立在规定的功能断面上，标志牌表面应为荧光材料，标 志牌尺寸及高度、基础型式及埋深原则按照施工设计图施工，基础稳定 。各断面设置2个,位于各断面左右两岸。
（3）各站基线桩应使用经纬仪或 平板仪交会法施测起点距，基线垂 直于基本断面进行设置，基线的起 点恰在断面上，基线长度应使断面 上最远一点的仪器视线断面的夹角 大于300。基线桩设在基线的起点和 终点处。 基线长度应取10m的整倍数，用钢 尺或校正过的其他量尺往返测量两 次，往返测量不符值应不超过 1/1000。
3、多年平均降水量大于800mm以上地区，可记至0.5mm,因此， 可选用0.5mm的翻斗雨量传感器，（在四川大部份地区均选用这种 传感器）;
雨量场选址
• 降水量观测误差受风的影响最大，因此，观测场 地应避开强风区，其周围空旷、平坦、不受突变 地形、树木和建筑物以及烟尘的影响。
• 观测场不能完全避开建筑物、树木等障碍物的影 响时，雨量计离开障碍物边缘的距离不应小于障 碍物顶部与仪器口高差2倍。
• 转向轮及预埋件
水文测流缆道建设概念及实例
水文测流缆道建设概念及实例
• 缆道绳索直向、游轮布设应根 据实地情况布设。
• 在条件许可的情况下，采用地 沟方式布设较为美观。
水文站建设符属设施及实例
• （1）断面桩应设置在调查历史最高洪水位以上0.5米，高出地面300mm 左右。各断面设置2个,位于各断面左右两岸。
•
主 索：悬索缆道主索是承载行车、铅鱼、泥沙采样器、流速仪
等测验仪器设备的载体。
•
循回索：用于牵引缆道行车往返水平运动绳索。
•
起重索：用于牵引水文缆道的铅鱼、测杆、悬杆、采样器等升降
运动。
• 架：塔架（或桩），塔架从材质上分钢筯砼、钢塔，从直立形式上分 自立塔与自立塔，自立塔靠自身重量直立并克服来自各绳索等各方面
水文测流缆道建设概念及实例
• 流速信号传输系统：分为无线、有线。需根据缆道的结构、跨度与当 地地质、水质条件等因素以及建设经验来确定。
无线电连接测速信号实例
有线连接测速信号示意图
系统集成基本概念及实例
水位传感器
流速采集传感 器
GPRS/GSM 通讯模块
卫星通讯 终端
雨
流量自动处 理终端机
太
充电控制器
雨量场布设及屋面一体化安装
一体化雨量基座
• 在基座施工时应根据支架要上太阳能板的安装方式，注意 预埋件的脚螺丝的方向，确保支架相安装的太阳能板感光 面翰向正南方向。方向确定应用磁针式指北针。
遥测雨量站安装调试步骤：
1. 保证基座台面平整与水平 2. 支架安装保证垂直 3. 雨量计安装应便于承雨口的水
＞10 ±4%
自身排水量（mm）
≤12.5
＞12.5 ≤25
±0.5mm
±4%
±1.0mm
＞25 ±4%
测试项目 雨量计分辨力 准备水量 剩余水量 实际注入水量 雨量计实际翻斗次数 误差（%） RTU读数
测试内容及说明
测试结果 备注及测试结论
按被测翻斗传感器参数填写
应大于10mm
翻斗计数量等效达10mm时量杯内的剩余水 量
平调节 4. 雨量计器口保证水平 5. 圆水准应调试居中位置 6. 太阳能板感光面朝正南方
遥测雨量站调试
遥测雨量站调试
• 根据《水文自动测报系统技术规范》（SL61-2003）要求，在雨量站安装完成
后应进行雨量计滴定测试，测试要求如下：
分辨力 （mm） 0.1、0.2
0.5
1.0
≤10 ±0.4mm
基础设施及设备选型
• 按《水位观测标准》（GB/T50138-2010）要求进 行选址和建设
• 目前常用水位计有：浮子式水位计、雷达水位 计、压阻式水位计、超声水位计、气泡式水位计 等。
• 水文站一般设立3个基本水准点，3个校核水准 点。根据监测断面具体情况设立人工水尺（直立 式、斜坡水尺）。
浮子式水位计适用于测井
• 开口式的特点是：牵引索兼有“循 回、起重、悬索”三种作用；铅鱼 （仪器）的升降是通过岸上支架游 轮来回运动来操纵。
• 适应多种形势的河道，但地形上必 须有足够的游轮移动空间保证。
水文测流缆道基本概念
• 水文缆道的组成：索、架、锚，绞车、铅鱼、控制系统，音响系统， 流量测算系统等。
• 索：主索、循回索、起重索。其粗细根据缆道跨度、水流流速、铅鱼 配重以及钢绳破断拉力等因素确定。
人工水尺布设基本要求
• 人工水尺布设应与自动水位采集监测在同一断面。如果受 地形条件限制，其两监测点的水位差不能大于2cm。
• 水尺观测断面应与水流水文向垂直。 • 人工水尺分为：直立水尺、斜坡水尺、矮桩水尺、悬锤水
尺等，一般使用较多的是前两种。
• 斜坡水尺尺面刻画非标刻画，应根据三角形原理进行换算 确定单位刻画宽度。
阳 能
电
器
量 传
感
数据采集终端机（ RTU）
蓄电池
池
雨量、水位和流量自动采集系统结构
能够实现流量监测要素自动采
集与传输的设备，就目前而言有固 定电波流速仪（测中高水水面流速) 、H-ADCP（测中低水层流速）以及 水位流量关系曲线（靠水文缆道实 测推求).
流量自动采集设备的集成分为 有线与无线两种方式。
• 按《降水量观测规范》要求布设场内各设备。 • 屋面不具备太阳能板及卫星天线安装要求时，应
在场内合理位置布设一体化的太阳板及卫星天线 安装支架，以及线缆管道布设。
雨量计环境要求
h
30 o
2h
雨量场布设方案
2.0m 4.0m 2.0m 4.0m
2.0m
2.0m 6.0m
2.0m
2.0m 4.0m
必须满焊。
5
∠50×50镀锌角钢
4
40×4镀锌扁钢
一字形排列加工
组合地网
避雷器 接地端头
水文测流缆道基本概念
• 水文缆道按牵引索布设绕线方式分：开口式、闭口式。
• 闭口式的特点是：缆道的循回索与 起重索是相互独立的，互不影响， 使缆道的使用、维护与维修更为方 便和安全。
• 适应于窄深式河床；但不轮让游轮 入水。
水文站基本测验项目建设要求
• 1、雨量要素监测设施设备 • 2、水位要素监测设施设备 • 3、流量要素监测设施设备
雨量站建设基本要求
1.雨量的基本概念及传感器选型 2.雨量场选址 3.一体化雨量监测的集成建议 4.雨量站的安装要求 5.水准点布设与地网布设 6.水文缆道基本概念
雨量的基本概念
•雨量即降水量，是衡量一个地区降水多少的数据。是指在一定时 间内，降落到水平面上（假定无渗漏，不流失，也不蒸发）累积 起来的水的深度，称为降水量（以毫米为计算单位）。