講義(水文站基本測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)要求)課件

水文站基本測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)要求1、雨量要素監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備2、水位要素監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備3、流量要素監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備雨量站建設(shè)基本要求雨量的基本概念及傳感器選型雨量場(chǎng)選址一體化雨量監(jiān)測(cè)的集成建議雨量站的安裝要求水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)與地網(wǎng)布設(shè)水文纜道基本概念雨量的基本概念雨量即降水量，是衡量一個(gè)地區(qū)降水多少的數(shù)據(jù)。是指在一定時(shí)間內(nèi)，降落到水平面上（假定無(wú)滲漏，不流失，也不蒸發(fā)）累積起來(lái)的水的深度，稱為降水量（以毫米為計(jì)算單位）。降雨量mm20cm口徑雨計(jì)雨量傳感器選型根據(jù)《降水量觀測(cè)規(guī)范》（SL21-2006）規(guī)定：1、需要控制雨日分布變化的雨量站應(yīng)記至0.1mm;需選用0.1mm雨量傳感器(一般用于氣象部門，水文部門一般是和水面蒸發(fā)配套時(shí)選用）;2、多年平均降水量小于800mm的地區(qū)，可記至0.2mm,因此，可選用0.2mm的翻斗雨量傳感器，(在四川主要是甘孜州、阿壩州、涼山州等少雨干旱地區(qū)）;3、多年平均降水量大于800mm以上地區(qū)，可記至0.5mm,因此，可選用0.5mm的翻斗雨量傳感器，（在四川大部份地區(qū)均選用這種傳感器）;雨量場(chǎng)選址降水量觀測(cè)誤差受風(fēng)的影響最大，因此，觀測(cè)場(chǎng)地應(yīng)避開強(qiáng)風(fēng)區(qū)，其周圍空曠、平坦、不受突變地形、樹木和建筑物以及煙塵的影響。觀測(cè)場(chǎng)不能完全避開建筑物、樹木等障礙物的影響時(shí)，雨量計(jì)離開障礙物邊緣的距離不應(yīng)小于障礙物頂部與儀器口高差2倍。按《降水量觀測(cè)規(guī)范》要求布設(shè)場(chǎng)內(nèi)各設(shè)備。屋面不具備太陽(yáng)能板及衛(wèi)星天線安裝要求時(shí)，應(yīng)在場(chǎng)內(nèi)合理位置布設(shè)一體化的太陽(yáng)板及衛(wèi)星天線安裝支架，以及線纜管道布設(shè)。雨量計(jì)環(huán)境要求h2h30o雨量場(chǎng)布設(shè)方案雨量傳感器、太陽(yáng)能板及北斗衛(wèi)星天線

安裝要求一體化機(jī)架安裝一體化機(jī)架安裝施工分別由安裝基座施工、安裝支架施工、護(hù)管材料等分項(xiàng)組成。一體化基礎(chǔ)應(yīng)堅(jiān)固穩(wěn)定，采用鋼筋砼制作，根據(jù)一休化支架的安裝尺寸制作并預(yù)埋基礎(chǔ)螺絲，其基礎(chǔ)螺絲必須與設(shè)備接地網(wǎng)良好連接，形成等電位體?；A(chǔ)臺(tái)面要求平整與水平，將一體化雨量支架安裝在基礎(chǔ)平臺(tái)上。最終尺寸以一體化支架安裝尺寸確定。一體化支架在基座上安裝，用三個(gè)基座螺栓固定于基座頂部，支架立柱應(yīng)垂直于水平面。支架與基座螺栓應(yīng)良好接觸，與設(shè)備地網(wǎng)成等電位體。太陽(yáng)能板安裝在一體化支架上，太陽(yáng)能板面朝正南方，與水平方向形成30°夾角。且正南方向應(yīng)盡可能空曠，使太陽(yáng)能盡可能多的接受日光照射。北斗衛(wèi)星天線安裝在支架上部固定。雨量場(chǎng)布設(shè)及屋面一體化安裝一體化雨量基座在基座施工時(shí)應(yīng)根據(jù)支架要上太陽(yáng)能板的安裝方式，注意預(yù)埋件的腳螺絲的方向，確保支架相安裝的太陽(yáng)能板感光面翰向正南方向。方向確定應(yīng)用磁針式指北針。保證基座臺(tái)面平整與水平支架安裝保證垂直雨量計(jì)安裝應(yīng)便于承雨口的水平調(diào)節(jié)雨量計(jì)器口保證水平圓水準(zhǔn)應(yīng)調(diào)試居中位置太陽(yáng)能板感光面朝正南方遙測(cè)雨量站安裝調(diào)試步驟：遙測(cè)雨量站調(diào)試遙測(cè)雨量站調(diào)試根據(jù)《水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（SL61-2003）要求，在雨量站安裝完成后應(yīng)進(jìn)行雨量計(jì)滴定測(cè)試，測(cè)試要求如下：分辨力（mm）自身排水量（mm）≤10＞10≤12.5＞12.5≤25＞250.1、0.2±0.4mm±4%0.5±0.5mm±4%1.0±1.0mm±4%測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試內(nèi)容及說(shuō)明測(cè)試結(jié)果備注及測(cè)試結(jié)論雨量計(jì)分辨力按被測(cè)翻斗傳感器參數(shù)填寫準(zhǔn)備水量應(yīng)大于10mm剩余水量翻斗計(jì)數(shù)量等效達(dá)10mm時(shí)量杯內(nèi)的剩余水量實(shí)際注入水量準(zhǔn)備水量-剩余水量雨量計(jì)實(shí)際翻斗次數(shù)等效10mm輸出時(shí)的翻斗翻動(dòng)次數(shù)誤差（%）(10.0-實(shí)際注入水量)/實(shí)際注入水量RTU讀數(shù)以實(shí)際翻斗次數(shù)對(duì)RTU計(jì)數(shù)進(jìn)行符合性比對(duì)遙測(cè)水文（位）站的基本要求基礎(chǔ)設(shè)施及設(shè)備選型水尺（直立式水尺與斜波水尺）水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)水尺引測(cè)基本原理人工水尺與自動(dòng)監(jiān)測(cè)斷面避雷接地體敷設(shè)要求基礎(chǔ)設(shè)施及設(shè)備選型按《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50138-2010）要求進(jìn)行選址和建設(shè)目前常用水位計(jì)有：浮子式水位計(jì)、雷達(dá)水位計(jì)、壓阻式水位計(jì)、超聲水位計(jì)、氣泡式水位計(jì)等。水文站一般設(shè)立3個(gè)基本水準(zhǔn)點(diǎn)，3個(gè)校核水準(zhǔn)點(diǎn)。根據(jù)監(jiān)測(cè)斷面具體情況設(shè)立人工水尺（直立式、斜坡水尺）。浮子式水位計(jì)適用于測(cè)井人工水尺布設(shè)基本要求人工水尺布設(shè)應(yīng)與自動(dòng)水位采集監(jiān)測(cè)在同一斷面。如果受地形條件限制，其兩監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水位差不能大于2cm。水尺觀測(cè)斷面應(yīng)與水流水文向垂直。人工水尺分為：直立水尺、斜坡水尺、矮樁水尺、懸錘水尺等，一般使用較多的是前兩種。斜坡水尺尺面刻畫非標(biāo)刻畫，應(yīng)根據(jù)三角形原理進(jìn)行換算確定單位刻畫寬度。一般依托觀測(cè)步道一并澆筑水尺尺床，尺床應(yīng)平整，保持其坡度斜率一至。水尺（直立式水尺與斜波水尺）直立水尺布設(shè)實(shí)例水尺斷面應(yīng)與水流流向垂直，直立水尺設(shè)置應(yīng)垂直于水平面、安裝應(yīng)牢固，具抗沖刺能力。如有條件，一般情況是尺面向河岸，緊靠觀測(cè)步道。直立水尺尺間銜接上下兩尺觀讀銜接段應(yīng)不小于10cm。直立水尺銜接斜坡水尺及刻畫一般依托觀測(cè)步道一并澆筑水尺尺床，尺床應(yīng)平整，保持其坡度斜率一至。氣泡水位計(jì)傳感器（氣室）高程確定雷達(dá)水位傳感器高程確定

（一）雷達(dá)水位傳感器高程確定

（二）水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)實(shí)例水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量記錄（1）水準(zhǔn)點(diǎn)分為基本水準(zhǔn)點(diǎn)和校核水準(zhǔn)點(diǎn)兩類。各站應(yīng)設(shè)置基本水準(zhǔn)點(diǎn)3個(gè)、校核水準(zhǔn)點(diǎn)不少于3個(gè)。（2）基本水準(zhǔn)點(diǎn)為永久性高程控制點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置在調(diào)查歷史最高洪水位以上0.5m或堤防背河側(cè)高處，且基礎(chǔ)穩(wěn)固的地方，能保證水準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定又便于引測(cè)，其中1個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)宜設(shè)置為明標(biāo)。每個(gè)基本水準(zhǔn)點(diǎn)間間隔宜在300至500米之間。（3）校核水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)在測(cè)驗(yàn)斷面（水位觀測(cè)）附近方便引測(cè)和穩(wěn)定的地點(diǎn)，宜設(shè)置為明標(biāo)。（4）施工時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)的混凝土底層應(yīng)足夠深，確保其長(zhǎng)期穩(wěn)定。（5）水準(zhǔn)點(diǎn)高程確定（一個(gè)基本水準(zhǔn)點(diǎn)可根據(jù)站點(diǎn)實(shí)際情況確定，應(yīng)與地方防洪標(biāo)高為同一系統(tǒng)）、其余水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)采用三等水準(zhǔn)進(jìn)行引測(cè)，應(yīng)有符合相關(guān)規(guī)范的測(cè)量記錄計(jì)算，并提交測(cè)量記錄與處資料）。水尺引測(cè)基本原理水面1、水尺零點(diǎn)高程引測(cè)應(yīng)采用四等水準(zhǔn)測(cè)量。2、測(cè)量過(guò)程精度應(yīng)以mm計(jì)，取用高程以cm計(jì)。3、測(cè)量誤差應(yīng)滿足《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》要求。后視前視后視切尺前視P1P2接地地網(wǎng)敷設(shè)要求接地地網(wǎng)從功能上可分為避雷接地地網(wǎng)和設(shè)備接地地網(wǎng)，從結(jié)構(gòu)上可分為獨(dú)立地網(wǎng)和組合地網(wǎng)。1、避雷接地地網(wǎng)接地電阻要求≤10Ω2、設(shè)備接地地網(wǎng)接地電阻要求≤4Ω3、組合接地地網(wǎng)接地電阻要求≤1Ω，同時(shí)要求首尾連接。避雷接地體敷設(shè)要求組合地網(wǎng)水文測(cè)流纜道基本概念水文纜道按牽引索布設(shè)繞線方式分：開口式、閉口式。閉口式的特點(diǎn)是：纜道的循回索與起重索是相互獨(dú)立的，互不影響，使纜道的使用、維護(hù)與維修更為方便和安全。適應(yīng)于窄深式河床；但不輪讓游輪入水。開口式的特點(diǎn)是：牽引索兼有“循回、起重、懸索”三種作用；鉛魚（儀器）的升降是通過(guò)岸上支架游輪來(lái)回運(yùn)動(dòng)來(lái)操縱。適應(yīng)多種形勢(shì)的河道，但地形上必須有足夠的游輪移動(dòng)空間保證。水文測(cè)流纜道基本概念水文纜道的組成：索、架、錨，絞車、鉛魚、控制系統(tǒng)，音響系統(tǒng)，流量測(cè)算系統(tǒng)等。索：主索、循回索、起重索。其粗細(xì)根據(jù)纜道跨度、水流流速、鉛魚配重以及鋼繩破斷拉力等因素確定。

主索：懸索纜道主索是承載行車、鉛魚、泥沙采樣器、流速儀等測(cè)驗(yàn)儀器設(shè)備的載體。

循回索：用于牽引纜道行車往返水平運(yùn)動(dòng)繩索。

起重索：用于牽引水文纜道的鉛魚、測(cè)桿、懸桿、采樣器等升降運(yùn)動(dòng)。架：塔架（或樁），塔架從材質(zhì)上分鋼筯砼、鋼塔，從直立形式上分自立塔與自立塔，自立塔靠自身重量直立并克服來(lái)自各繩索等各方面的橫向（側(cè)向）拉力，非自立塔則是需要靠拉偏索平衡各方向的外力。塔架形式需根據(jù)河岸地勢(shì)、河道地形以及河道寬度等因素確定。水文測(cè)流纜道建設(shè)概念及實(shí)例鋼筯砼塔鋼塔鋼筯砼樁水文測(cè)流纜道建設(shè)概念及實(shí)例描：主拉偏錨（主索后臂拉拉線及主索地錨），側(cè)拉偏錨（塔架上、下游側(cè)拉偏索地錨）水文測(cè)流纜道建設(shè)概念及實(shí)例水文絞車：是通過(guò)帶動(dòng)巡回索、起重索牽引行車橫向運(yùn)行、鉛魚垂直運(yùn)行的機(jī)械裝置。從驅(qū)動(dòng)方式可公為電動(dòng)與手動(dòng)方式。電動(dòng)絞車手搖絞車水文測(cè)流纜道建設(shè)概念及實(shí)例鉛魚：材質(zhì)主要是鉛，作用是配重。其造形要求是流線形，目的是減小水流阻力。其大小得根據(jù)纜道跨度、水流流速確定。水文測(cè)流纜道建設(shè)概念及實(shí)例轉(zhuǎn)向輪及預(yù)埋件水文測(cè)流纜道建設(shè)概念及實(shí)例水文測(cè)流纜道建設(shè)概念及實(shí)例纜道繩索直向、游輪布設(shè)應(yīng)根據(jù)實(shí)地情況布設(shè)。在條件許可的情況下，采用地溝方式布設(shè)較為美觀。水文站建設(shè)符屬設(shè)施及實(shí)例（1）斷面樁應(yīng)設(shè)置在調(diào)查歷史最高洪水位以上0.5米，高出地面300mm左右。各斷面設(shè)置2個(gè),位于各斷面左右兩岸。（2）斷面標(biāo)應(yīng)設(shè)立在規(guī)定的功能斷面上，標(biāo)志牌表面應(yīng)為熒光材料，標(biāo)志牌尺寸及高度、基礎(chǔ)型式及埋深原則按照施工設(shè)計(jì)圖施工，基礎(chǔ)穩(wěn)定。各斷面設(shè)置2個(gè),位于各斷面左右兩岸。（3）各站基線樁應(yīng)使用經(jīng)緯儀或平板儀交會(huì)法施測(cè)起點(diǎn)距，基線垂直于基本斷面進(jìn)行設(shè)置，基線的起點(diǎn)恰在斷面上，基線長(zhǎng)度應(yīng)使斷面上最遠(yuǎn)一點(diǎn)的儀器視線斷面的夾角大于300?；€樁設(shè)在基線的起點(diǎn)和終點(diǎn)處?；€長(zhǎng)度應(yīng)取10m的整倍數(shù)，用鋼尺或校正過(guò)的其他量尺往返測(cè)量?jī)纱?，往返測(cè)量不符值應(yīng)不超過(guò)1/1000。水文測(cè)流纜道建設(shè)概念及實(shí)例水文纜道驅(qū)動(dòng)方式（控制系統(tǒng)）：全自動(dòng)、半自動(dòng)。水文測(cè)流纜道建設(shè)概念及實(shí)例水文纜道信號(hào)系統(tǒng)：水文纜道信號(hào)系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)行車運(yùn)行的水平距離即起點(diǎn)距、鉛魚（或采樣器）垂直升降的高度即水深（以上簡(jiǎn)稱水文纜道的運(yùn)行參數(shù)）以及流速儀轉(zhuǎn)動(dòng)速度等參數(shù)的測(cè)量與記錄計(jì)算的設(shè)備。水文測(cè)流纜道建設(shè)概念及實(shí)例流速信號(hào)傳輸系統(tǒng)：分為無(wú)線、有線。需根據(jù)纜道的結(jié)構(gòu)、跨度與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、水質(zhì)條件等因素以及建設(shè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。無(wú)線電連接測(cè)速信號(hào)實(shí)例有線連接測(cè)速信號(hào)示意圖河道流量基本概念與計(jì)算方法河道流量表示在某一時(shí)刻通過(guò)某一河道斷面的水體體積（簡(jiǎn)單講是：測(cè)流斷面面積與斷面平均流速之積）。流量測(cè)算系統(tǒng)：分為全自動(dòng)、半自動(dòng)、人工計(jì)算等方式。其計(jì)算結(jié)果應(yīng)滿足《河道流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》要求。系統(tǒng)集成基本概念及實(shí)例流速采集傳感器水位傳感器流量自動(dòng)處理終端機(jī)雨量傳感器GPRS/GSM通訊模塊衛(wèi)星通訊終端太陽(yáng)能電池?cái)?shù)據(jù)采集終端機(jī)（RTU）蓄電池充電控制器本次水文站建設(shè)的系統(tǒng)集成是要求將水位、雨量、流量通過(guò)GPRS、衛(wèi)星實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇h、市（州）和省平臺(tái)。與前期不同的是增加了流量監(jiān)測(cè)要素的自動(dòng)采集與傳輸。太陽(yáng)能電池流速（水位）采集傳感器數(shù)據(jù)終端單元（DTU）超短波電臺(tái)（透明傳輸）超短波電臺(tái)（透明傳輸）數(shù)據(jù)采集終端機(jī)（RTU）水位采集傳感器流量自動(dòng)處理終端機(jī)充電控制器蓄電池?zé)o線電連接測(cè)速傳感器示意圖雨量、水位和流量自動(dòng)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)流量監(jiān)測(cè)要素自動(dòng)采集與傳輸?shù)脑O(shè)備，就目前而言有固定電波流速儀（測(cè)中高水水面流速)、H-ADCP（測(cè)中低水層流速）以及水位流量關(guān)系曲線（靠水文纜道實(shí)測(cè)推求).

流量自動(dòng)采集設(shè)備的集成分為有線與無(wú)線兩種方式。固定電波流速儀安裝方式（行車）將固定電波流速儀安裝在行車上，初期由行車帶動(dòng)進(jìn)行多垂線測(cè)量，與此同時(shí)采用流速儀進(jìn)行同步測(cè)量，然后進(jìn)行率定分析。通過(guò)率定分析找出流速系統(tǒng)系數(shù)及代表垂線后可固定于代表垂線進(jìn)行自動(dòng)采集與傳輸。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用無(wú)線或有線方式傳到岸上“流量自動(dòng)處理終端”后隨水位同時(shí)發(fā)到接收站中心平臺(tái)。固定電波流速儀安裝方式（專用纜道）將固定電波流速儀安裝在專用纜道上，先根據(jù)河道水流特性預(yù)設(shè)傳感器監(jiān)測(cè)位，后期通過(guò)流速儀測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行率定分析。通過(guò)率定分析找出流速系統(tǒng)及代表垂線后，再移動(dòng)到代