水情監(jiān)測是水電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的核心保障，精準(zhǔn)的水位、雨量數(shù)據(jù)采集與分析能為水庫調(diào)度、防洪減災(zāi)及發(fā)電優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。基于雷達(dá)水位計和雨量計的水情監(jiān)測系統(tǒng)，憑借非接觸測量、自動化運(yùn)行等優(yōu)勢，已成為現(xiàn)代水電站水情監(jiān)測的主流選擇。本方案圍繞核心設(shè)備選型、安裝部署、數(shù)據(jù)傳輸及運(yùn)行維護(hù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，構(gòu)建高效可靠的水情監(jiān)測體系。

一、系統(tǒng)總體設(shè)計思路

系統(tǒng)以 “精準(zhǔn)采集、穩(wěn)定傳輸、智能分析、安全預(yù)警” 為核心目標(biāo)，整合雷達(dá)水位計、雨量計等感知設(shè)備與數(shù)據(jù)傳輸模塊、后臺管理平臺，形成全流程自動化監(jiān)測閉環(huán)。水利工程專家指出，系統(tǒng)需覆蓋水電站水庫、上下游河道等關(guān)鍵區(qū)域，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集、遠(yuǎn)程傳輸與集中管理，同時滿足極端環(huán)境全天候工作要求。設(shè)計過程中充分考慮水電站地形、水文條件及運(yùn)行需求，確保設(shè)備適配性、安裝合理性及傳輸穩(wěn)定性，使監(jiān)測數(shù)據(jù)真實反映水情變化。

二、核心監(jiān)測設(shè)備技術(shù)參數(shù)與選型

（一）雷達(dá)水位計

采用 FMCW 測量原理，適用于水庫、閘道、河道等多場景水位監(jiān)測，可配合遙測終端機(jī)遠(yuǎn)程采集數(shù)據(jù)或聯(lián)動流速設(shè)備計算流量。其測量范圍 0-40m，精度 ±1cm（最高 ±5mm），分辨率 1mm，能精準(zhǔn)捕捉水位細(xì)微變化。設(shè)備支持 9-24V 寬電壓供電（典型 12V），功耗低于 30mA，可長期無人值守運(yùn)行；工作溫度 - 30℃至 60℃，防護(hù)等級 IP68，鋁合金外殼耐腐蝕，在偏遠(yuǎn)山區(qū)或惡劣氣候中仍保持穩(wěn)定性能。非接觸式測量不受水體污染影響，無機(jī)械磨損，顯著延長使用壽命。

（二）翻斗式雨量計

作為降水量監(jiān)測核心設(shè)備，具備自動化程度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點，核心結(jié)構(gòu)包括不銹鋼外護(hù)罩、承水口、翻斗部件、磁鋼及干式舌簧管等。承水口徑 200±0.6mm，外刃口角度 45°，測量雨強(qiáng)最高 10mm/min，支持 0.2mm 或 0.5mm 分辨率可選。翻斗為雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，接水量達(dá)預(yù)定值后重力翻倒，磁鋼掃描干式舌簧管產(chǎn)生脈沖信號計量降水量。不銹鋼外殼適配戶外惡劣環(huán)境，全自動運(yùn)行模式降低人工維護(hù)成本，測量精度滿足防洪調(diào)度需求。

三、設(shè)備安裝部署規(guī)范

（一）雷達(dá)水位計

安裝需保證設(shè)備與水面垂直，探頭到水面距離在量程內(nèi)。立桿安裝選擇順直段、液面平穩(wěn)區(qū)域，遠(yuǎn)離湍急水流及閘門進(jìn)出水口，避免雷達(dá)波被遮擋。管道內(nèi)安裝需固定在中央，清理水面雜物防止信號丟失?？崭咴O(shè)置參考?xì)v史水位變化，最低值大于設(shè)備盲區(qū)、最高值不超量程；設(shè)備需與高壓線保持安全距離，避免電磁干擾導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常。接線嚴(yán)格按標(biāo)簽對接電源正負(fù)極及通信接口，完成后仔細(xì)檢查再送電，杜絕錯誤接線損壞設(shè)備。

（二）翻斗式雨量計

安裝用水平尺校準(zhǔn)承雨口，通過 M6 螺栓固定在基座上，確保設(shè)備牢靠無抖動傾斜。調(diào)整調(diào)平螺釘使圓水泡居中，擰緊后再次檢查水準(zhǔn)泡狀態(tài)。安裝位置選擇視野開闊區(qū)域，遠(yuǎn)離障礙物避免測量誤差；定期清理承水口、過濾網(wǎng)，防止雜物堵塞影響雨水收集；做好電纜防護(hù)，避免雨水滲透導(dǎo)致短路。

四、數(shù)據(jù)傳輸與系統(tǒng)功能

系統(tǒng)采用 RS485（Modbus）通信協(xié)議，雷達(dá)水位計通過該協(xié)議讀取空高、水深數(shù)據(jù)，翻斗式雨量計將脈沖信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號上傳。傳輸采用有線與無線結(jié)合方式，近距離通過 RS485 線纜連接，搭配4G 模塊。后臺平臺具備數(shù)據(jù)實時顯示、存儲查詢功能，可動態(tài)展示數(shù)據(jù)及變化曲線，支持歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出分析；數(shù)據(jù)超閾值時自動觸發(fā)預(yù)警，平臺通知管理人員；同時監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，故障時及時報警。

五、系統(tǒng)建設(shè)意義

該系統(tǒng)實現(xiàn)水位、雨量數(shù)據(jù)自動化精準(zhǔn)采集，為防洪調(diào)度提供及時數(shù)據(jù)支撐，降低災(zāi)害風(fēng)險；助力水電站合理調(diào)整發(fā)電計劃，提升水資源利用效率與發(fā)電效益；減少人工監(jiān)測成本，提升水情管理智能化水平，為水利工程數(shù)字化轉(zhuǎn)型奠定基礎(chǔ)，增強(qiáng)水電站應(yīng)對突發(fā)水情的應(yīng)急處置能力。