洪水水位预警系统

为什么要监测问题尽管某些地区比其他地区更容易遭受洪水泛滥，但在任何主要水道或水域附近建立洪水预警系统都可以提供可保护财产和挽救生命的重要信息。

当然，最有效的洪水预警方法不仅限于仪表和遥测设备的安装，还应聘请合格的人员和精心设计的程序来就是否应预料到洪水，何时将发生以及它将发生多严重提供最早的警告。

是。

本指南为有兴趣建立和运行洪水预警系统的个人，社区和组织提供指导。

一般来说，以县为单位或针对特定的河流和溪流发出洪水警报。

这些警报分为几个基本类别：洪水手表当情况表明洪水的可能性发出，或者，如果洪水是12-48小时之内的预期。

如果预期在大区域发生大范围洪灾，或者即将发生洪灾或正在发生洪灾，则会发出洪水警告。

暴雨监视和警告遵循相同的协议，但是指出潜在的特别是快速洪水的可能，通常是由于大雨或大坝失灵。

当预计在不威胁人员和财产的主要河流洪水时，将发布洪水声明。

它们也可能作为对先前警告和监视警报的更新发布。

这些警报通过紧急警报系统和天气以特定区域消息分发。

在缺乏洪水预警计划但对发展自己的社区感兴趣的社区中，可以提供进一步的指导和技术支持，以及对参与方和社区领导进行宣传和教育。

洪水预警系统不必太昂贵或过于复杂，保护生命和财产的利益远远超过任何潜在的复杂性或不便之处。

实时解决方案一个有效的洪水预警系统应建立在定期收集当地降雨，水位和水流数据的基础上。

这可以通过常规监控来完成，在该监控中，操作人员可以访问流量表和降水量测量站点，但是带有遥测功能的实时监控系统可以使数据收集更加轻松，而且在许多情况下，其成本效益更高，同时还可以对洪水事件的最快响应。

NWS承认，即使在提供洪水预警覆盖的地区，实时的，面向社区的洪水预警系统也可以减少洪水带来的风险。

NWS使用复杂的数学模型来预测洪水，该数学模型可以预测美国境内的河流和溪流将如何应对降雨和融雪水平的变化。

这些模型基于流段和流量的记录，其计算概述如下。

但是，如果您对开发没有高级预测功能的响应式洪水预警系统感兴趣，则可以使用基于实时实时本地评估或ALERT量规的系统。

自动洪水预警系统开发洪水预警系统需要注意三个基本因素：通过量具进行的数据收集，数据处理以及所需的硬件和软件，以及洪水预警信息的传播。

尽管自动洪水预警系统的实施成本通常出乎意料地便宜，但决定任何此类系统成本的主要因素是量具站点的数量。

此外，每个站点的通信和遥测功能的类型也会增加成本。

警报量具有各种各样的自动流量测量仪可以通过遥测传输流量水平数据，但是根据NWS ALERT协议开发的测量仪是最常见的测量仪，它将成为本指南的重点。

但是，值得注意的是，许多其他用于测量降水和水位的量具也遵循相似的原理，并且本指南可能适用于其他系统的某些方面。

ALERT系统的优势在于可以按照通用的通信标准进行操作，因此，尽管许多制造商都在开发和生产ALERT硬件和软件，但是其中大多数产品都是相互兼容的。

ALERT量具执行两项主要任务：感应和通讯。

ALERT量具使用传感器来检测特定参数（通常是降水量和/或水位）的变化。

更先进的量规还可以配备温度和风速传感器。

某些ALERT量规还可以提供特定于站点的信息或有关设备运行状况的信息。

以降水量警报系统为例，量具将被设计为检测特定的“事件”，在通常情况下，1毫米的雨水通过其漏斗顶部进入量具的倾卸桶。

当水桶倾倒时，它会倒出里面的水，并接合一个发送警报数据的开关并重设水桶。

在检测到特定事件后，量具上的任何其他传感器也将激活ALERT 数据发送器。

在无雨天，ALERT量具将发送“无雨”报告以表明设备仍在工作。

数据处理用于从ALERT量具收集和处理数据的软件将根据用户的需求和偏好而有所不同。

许多ALERT量具制造商都提供了自己的专有软件，可以以图形或文本格式远程查看数据。

最有用的ALERT处理软件将允许多个用户同时访问数据，并一次监视多个量具。

信息传播自动化的洪水预警系统可以利用无线电，蜂窝或卫星遥测技术与主机或网络进行通信，但是ALERT系统专门使用射频进行操作。

因此，ALERT系统可能会遇到与任何其他无线电传输设备相同的问题，包括电噪声和大气条件的干扰。

如果在附近运行的多个ALERT系统同时发送信号，也会产生干扰。

卫星和蜂窝遥测技术倾向于避免这些问题，但是仍然需要对站点选择进行一些考虑，以使传输质量最大化。

各种自动洪水预警系统也将需要电源。

安装在发达社区附近的压力计可以通过与商业电网的连接来供电，流量测量尽管可以监控河流和河流与湖泊，池塘和流域共享的许多质量和参数，但它们具有一种使它们与其他淡水体区分开的质量：运动。

流量是影响河流水文学和水质许多其他方面的关键参数。

尽管这些其他方面对于河流的健康至关重要，或者对您的特定项目同样适用，但是它们可能与其他类型的水体共享，并且在许多情况下将在其他章节中介绍。

因此，本章将主要侧重于通过级流量测量建立流量。

在“流量测量”部分中了解更多信息。

典型的洪水预警系统如上所述，配置自动洪水预警系统有多种方法，但是一个系统的需求可能与另一个系统有很大的不同。

量具站点的数量，它们的位置以及每个站点使用的仪器和传感器将根据应用程序的性质和预期覆盖区域的大小而变化。

如果您的预警系统旨在为整个社区提供服务，则所需的量具数量将取决于附近水域相对于财产和基础设施的位置。

例如，如果您的社区中只有一小部分暴露在突出的河流中，那么一个压力表可能就足够了。

在单轨距系统中，将站点安装在河岸或直立结构（如墩或桥支架）上可能会提供最佳效果。

压力表也可以内置在静压井或竖管中，从而更容易包括其他仪器，例如配备有传感器阵列的多参数探空仪，数据记录仪和遥测系统。

虽然无线电传输是基于ALERT的系统的标准遥测选件，但取决于其大小和位置，卫星和蜂窝选件可能对您的应用更有利。

几乎所有遥测选项都将为任何计算机或移动设备提供连续的实时数据，以确保您的系统平稳运行，并且如果超出参数限制，则可以立即实施任何控制措施或紧急措施。

小费斗雨量计雨量计由一个漏斗和一个固定在倾翻杆上的小容器组成，在容器倾翻之前，雨量计收集一定量的降水，倾倒掉收集到的水并将电信号发送到数据发送器。

综合数据记录系统集成的数据记录系统是一个实时监控站，其中包含数据记录器，遥测模块和电源/充电电源。

由于向监视位置运行交流电源通常成本高昂，因此集成的太阳能电池板用于为12VDC电池连续充电以实现自主运行。

安装硬件数据记录器可以直接安装在墩台/桥台上，也可以直接安装在桥梁的立杆上，具体取决于位置和建议的监控计划。

雷达水位传感器使用雷达技术的水位传感器可提供非接触式替代，而不是其他水位测量方法（例如潜水压力传感器），从而可以在难以到达的位置进行监控。

遥测遥测技术可实时访问数据。

ALERT通过无线电频率传输无线通信，但也提供基于蜂窝和基于卫星的选件。

实时数据通过基于云的数据中心，可以24/7全天候访问项目数据。

监视数据可以实时查看，也可以图形化查看趋势。

当指定参数超出预定义限制时，可以通过文本或电子邮件发送实时自动警报。

监控位置如前所述，洪水预警量具的理想放置很大程度上取决于其所处水道的现场考虑。

需要仔细计划以选择位置，确定基材稳定性和水位波动，并设计一种能够有效保护量规免受自然或人为破坏的住房解决方案。

在选择站点时，必须考虑站点的物理限制，到达该位置所需的时间，对站点的合法和物理访问以及安全问题。

网站注意事项监视位置应可以进入桥梁或高架结构，以牢固地安装雷达传感器。

传感器和水之间应该有一条畅通的路径，以免产生错误的反射。

如果使用遥测，请确定是否有足够的蜂窝覆盖范围以在现场获得信号。

如果不是，则可能需要卫星遥测。

避免干扰或影响水位的水下障碍物，如岩石或桥墩。

当水位处于最低预期水位时，检查是否有此类障碍物。

安装位置还应避免使用水平结构表面，例如梁，支架和侧壁接头，这些表面往往会反射强烈的虚假信号。

避免在站点的上游或下游使用人为的控制/流量结构，这些结构可能会不规律地更改流量曲线，因为这将使评级发展变得困难。

确保将数据记录和遥测设备安装在高水位线上方足够的位置，以防止其被水位淹没或以其他方式损坏。

雷达传感器应直接安装在水面上方，以使雷达波束垂直于水。

雷达传感器应牢固安装，以防止风或振动引起的垂直位移。

任何移动都会干扰测量，并导致垂直对齐错误。

确保雷达传感器的安装位置足够高，以避免在高水位或洪水情况下被淹没。

靠近地面的任何可能裸露的传感器电缆都应通过导管连接到数据记录器盒，以防动物进入。

数据管理任何监视项目的主要部分都是收集和访问数据。

尽管可以简单地在现场记录测量结果，但是实时记录，发送和查看监视数据的能力要高效得多。

在“监视设备”部分中了解更多信息。

质量保证为了保持精度并使设备保持在规格范围内，最佳实践建议定期清洁和校准仪器。

还建议对照另一台仪器对传感器的准确性进行交叉检查。

项目甚至可能需要使用质量保证计划（QAP），其中提供了维护，校准和QA / QC要求的详细概述。

系统维护雷达传感器几乎无需维护。

没有校准频率或耗材。

也就是说，定期访问站点以检查潜在问题仍然很重要。

检查传感器上是否有灰尘，蜘蛛网，昆虫巢等，这些灰尘会导致测量结果受损。

如果发现障碍物，请使用非研磨性清洁剂和软海绵仔细清洁传感器。

检查测量光束中的障碍物也很重要。

这可能包括漂浮在水中的漂浮物或树枝和灌木丛。

清除任何光束障碍物。

性能验证除了目视检查传感器和测量光束外，定期验证传感器是否提供了准确的数据也很重要。

可以使用便携式距离传感器或附近的人员规来完成。

推荐设备在开发自动洪水管理预警系统时，可以购买许多预制的ALERT系统，但是根据您的特定需求定制系统可能会带来最佳效果。

Fondriest Environmental因其质量，可靠性和价值而选择了这些产品作为其领域中的最佳产品。

它们共同提供了先进而强大的实时监控系统，可用于任何容易发生洪水的河流或溪流。

OTT的RLS雷达水位传感器使用雷达脉冲技术来测量不适合基于接触式深度传感器的区域的深度。

HSA TB3翻斗式雨量计可提供可靠的降水量数据，降雨强度从0到500毫米/小时不超过3％的误差。

NexSens 3100-MAST无线遥测系统具有安装在桅杆上的数据记录系统，该系统具有蜂窝调制解调器遥测和太阳能充电功能，可确保您的数据保持最新状态，而无需常规访问量具站点。

此外，WQData LIVE Web数据中心允许24/7远程访问从任何计算机或移动设备收集的数据，同时结合了即时警报通知和趋势跟踪。