山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)設計方案

1、山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng) 設計方案1 概述我國是一個多山的國家， 山丘區(qū)面積約占全國陸地面積的三分之二。 我國主 要位于東亞季風區(qū)， 暴雨分布范圍廣；季風氣候決定了我國降雨在年內分布不均， 汛期高度集中，以強降雨引發(fā)的山洪災害發(fā)生最為頻繁，危害大。路路通山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)以山洪災害防治堅持 “以防為主， 防治結合”、 “以非工程措施為主，非工程措施與工程措施相結合”的原則為指導， 運用當代 信息監(jiān)測技術、通信技術、網絡技術、計算機技術、系統(tǒng)集成技術在山洪災害防 治區(qū)建立以信息采集、 預報分析、視頻會商決策為基礎的預警平臺，通過手機群 發(fā)、傳真群發(fā)、無線廣播、高音喇叭、手搖警報器、鑼等預警程序和方

2、式，將預 警信息及時準確地傳送到山洪可能危及的區(qū)域， 使接收預警區(qū)域人員能根據山洪 災害防御預案及時采取預防措施，最大限度地減少人員傷亡。2 系統(tǒng)總體結構2.1 系統(tǒng)組成路路通山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)主要包括水雨情監(jiān)測系統(tǒng)和預警系統(tǒng)。 為更好 地發(fā)揮系統(tǒng)的防災減災作用，還需建立群測群防的組織體系，加強宣傳培訓。水雨情監(jiān)測系統(tǒng)及時將簡易監(jiān)測站、 人工監(jiān)測站、 自動監(jiān)測站的監(jiān)測信息匯 入預警平臺。預警系統(tǒng)由基于平臺的山洪災害防御預警系統(tǒng)和山洪災害群測群防預警系 統(tǒng)組成?；谄脚_的山洪災害防御預警系統(tǒng)主要由信息匯集子系統(tǒng)、 信息查詢子 系統(tǒng)、預報決策子系統(tǒng)和預警子系統(tǒng)組成。 群測群防預警系統(tǒng)包括預警發(fā)布

3、程序、 預警方式、警報傳輸和信息反饋通信網、警報器設置等。2.2 系統(tǒng)建設模式由于山洪預見期短、 致災快，因此為有效防御山洪災害，提出在縣級行政區(qū) 建立基于平臺的山洪災害預警系統(tǒng)建設模式，省、市、縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村等各方 面的山洪災害防治相關信息匯集于平臺， 縣級防汛部門根據系統(tǒng)信息， 及時發(fā)布 預報、警報。同時縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、組建立群測群防的組織體系，開展監(jiān)測、 預警工作。3 系統(tǒng)特點（1）軟硬件一體化集成 公司提供完善的系統(tǒng)的集成方案，自主開發(fā)山洪監(jiān)測預警軟件。（2）多層次水、雨情決策分析 可查詢時段、日、旬、月顯示區(qū)域內的雨量值、平均雨量值、最大雨量值、 各站降雨過程柱狀圖及數據表、雨量

4、強度統(tǒng)計等。（3）完善的預警責任體系 建立縣、鄉(xiāng)、村三級預警責任人體系，短信、傳真預警時可靈活選擇接收人 員。（4）靈活的預警監(jiān)測方式 采用水雨情系統(tǒng)自動預警及人工預警兩種方式。（5）完善的信息統(tǒng)計上報功能 依據國家防總要求定制的災情報表， 由各基層按照不同權限上報匯總， 為縣 級領導決策提供強有力的支持和依據。（6）豐富的結果呈現方式 系統(tǒng)結合地理信息系統(tǒng)提供了直觀的圖形化分析界面，使分析結果一目了 然，數據結果展現方式多樣化，數據列表、雨量柱狀圖、雨量等值面、線、點標 注、水位流量過程曲線。系統(tǒng)具有信息輸出和表現功能，除具備基礎信息、水雨 情信息、工情、災情統(tǒng)計分析信息的數據輸出外，還具備

5、表、文字、圖形的輸出 和保存以及打印功能。（7）響應快速及時、運行穩(wěn)定可靠。（8）各子系統(tǒng)，均可以獨立安裝實施，擴展靈活。（9）圍繞預警核心應用，全面提供整體解決方案。（10）針對縣級用戶特點，應用簡單，高度產品化。4 系統(tǒng)設計4.1 水雨情監(jiān)測系統(tǒng)設計通過建設實用、 可靠的水雨情監(jiān)測系統(tǒng)， 擴大山洪災害易發(fā)區(qū)水雨情收集的 信息量， 提高水雨情信息的收集時效， 為山洪災害的預報預警、 做好防災減災工 作提供準確的基本信息。4.1.1 監(jiān)測方式及報汛工作體制水雨情監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測項目主要包括降雨量、水位。站類主要包括雨量站、水 位站。根據山洪災害預警的需要和各地的建站條件， 考慮山洪災害易發(fā)區(qū)地形復

6、 雜、降雨分布不均、群眾居住分散、地方經濟發(fā)展不均衡等實際情況，水雨情監(jiān) 測站可建成簡易監(jiān)測站、 人工監(jiān)測站和自動監(jiān)測站。 其監(jiān)測方式及報汛工作體制如下：（1）簡易監(jiān)測站簡易的雨量、 水位觀測設施，采用直觀、 可行的觀測方法進行水雨情信息的 監(jiān)測。利用本地區(qū)適用的傳播方式進行信息的傳輸，達到群測群防的目的。簡易雨量站采用有雨觀測、 下大雨加強觀測的工作體制， 有條件時及時上報； 簡易水位站在有雨時或接到通知時觀測， 水位接近成災水位時加強觀測， 有條件 時及時上報。（2）人工監(jiān)測站 無條件建設自動監(jiān)測站，但擁有公用通信資源（程控電話、移動通信網）的 地區(qū)，按照人工觀測站的技術要求建立相應的水雨

7、情人工監(jiān)測站。 采用人工觀測 和管理的模式，通過語音或通話報汛進行雨量、水位信息的采集和傳輸。人工監(jiān)測站采用定時觀測， 定時報汛的工作體制， 在暴雨天氣狀態(tài)下加密觀 測、增加報汛段次。（3）自動監(jiān)測站自動監(jiān)測站采用有人看管， 無人值守的管理模式，配置相應的雨量、水位傳 感器，遙測終端及通信終端設備，實現水雨情信息的自動采集、傳輸。自動監(jiān)測站采用定時自報、 事件加報和召測兼容的工作體制； 對超短波組網 的自動監(jiān)測站， 則采用增量隨機自報與定時自報兼容的工作體制； 人工置數信息 有反饋確認的功能。4.1.2 信息傳輸通信網設計水雨情數據傳輸常用的通信方式有衛(wèi)星、超短波（ UHF/VHF、GSM短信

8、、 GPRS以及程控電話網（PSTN等。（1）衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站、 轉發(fā)無線電波實現地球站之間相 互通信的一種方式，具有覆蓋面大、通信頻帶寬、組網靈活機動等優(yōu)點。目前， 在國家防汛指揮系統(tǒng)建設中用于測站與中心站間數據傳輸的衛(wèi)星信道主要選用 海事衛(wèi)星和北斗衛(wèi)星。衛(wèi)星通信的適用條件： 所建監(jiān)測站地處高山峽谷， 且公網未覆蓋和無條件建 專用網的區(qū)域。（2）超短波通信超短波是指工作于VHF/UHF頻段的信道，超短波通信的傳播機理是對流層內 的視距傳播與繞射傳播。視距傳播損耗小，受環(huán)境的影響也小，接收信號穩(wěn)定。 但是，由于傳播距離較短，一般需要建設中繼站進行接力。適用條件：所建

9、監(jiān)測站地處公用通信網不能覆蓋，或位于低山和丘陵地區(qū)， 且所需建中繼站級數不超過 3 級的地區(qū)。(3) PSTN1信程控電話(PSTN是普及程度最高的信道資源，它具有設備簡單、入網方式 簡單靈活、適用范圍廣、傳輸質量較高、通信費用低廉等優(yōu)點，可進行話音和數 據的傳輸。適用條件：被PSTN網覆蓋且電話通訊質量較好的地區(qū)。( 4)短信通信移動通信是我國近十多年來發(fā)展最快的一種通信系統(tǒng)， 目前已覆蓋我國很多 城鎮(zhèn)，正逐步向農村擴展延伸，移動通信系統(tǒng)正得到越來越廣泛的應用， 對于山 洪災害信息和警報的傳輸有著十分重要的實際應用價值。 目前可利用的短信通信 有中國移動的GSM短信和中國電信的CDM短信。適

10、用條件：被中國移動通信網或中國電信通信網所覆蓋的地區(qū)。(5)GPRSS信GPRS是 GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術，不僅提供點對點、而且提供廣域的 無限 IP 連接，是一項高速數據處理的技術，方法是以“分組”的形式將數據傳 送到用戶手中。GPRS是作為現行GSM網絡向第3代移動通信演變的過渡技術， 突出的特點是傳輸速率高和費用低。 GPRS1行速率較GSMfe高，下行速率則可 達lOOKbps。鑒于利用GPRS勺運行速度快、運行成本低，建議盡可能地利用GPRS 傳輸。適用條件：已開通GPR業(yè)務的地區(qū)。4.2 預警系統(tǒng)設計山洪災害防御預警系統(tǒng)平臺是山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)數據信息處理和服務 的核心，提

11、供數據接收、處理、加工，信息查詢、預報決策、預警與信息發(fā)布、 信息交換等服務， 主要由信息匯集子系統(tǒng)、信息查詢子系統(tǒng)、預報決策子系統(tǒng)和 預警子系統(tǒng)組成。4.2.1 信息匯集、查詢子系統(tǒng)信息匯集子系統(tǒng)與信息查詢子系統(tǒng)主要包括監(jiān)測站的實時數據接收處理、 和 其它相關部門的共享與交換信息的處理以及各類信息的查詢服務。主要功能有：(1) 實時接收自動監(jiān)測站的水雨情數據和工況信息；( 2)對自動監(jiān)測站進行遠程控制；（3）實時處理接收的數據信息，并分類存入數據庫中；（4）數據查詢與維護；（5）人工數據錄入；（6）基礎信息查詢 雨量站基本信息 查詢雨量站的基本信息，如：雨量站類別（自動、人工、簡易等）、水系

12、、 河名、站號，站名，站址位置、設立日期、所屬部門等。 水文（位）站基本信息 查詢水文（位）站的基本信息，如：測站類別（自動、人工、簡易等）、站 號，站名，站址，經度，緯度，高程、設立日期等。 工情基本信息 查詢堤防工程、水庫、山塘等的基本信息，如：建設地點、所在河流、集水 面積、多年平均降雨量（徑流量）、設計洪水位（流量）、庫容、壩頂高程等。 災害點基本信息查詢?yōu)暮c的基本信息， 如：地理、地質、氣候特點、人口密度、 基礎設施、 災害頻繁程度等。（7）水雨情信息查詢 通過對系統(tǒng)數據庫的訪問， 可以實現各小流域、中小型水庫水位、流量實時 監(jiān)測信息、歷史資料信息查詢， 為預報決策提供歷史資料對比

13、分析。 可以實現單 站、多站實時或者歷史水雨情圖形化查詢。具體包括：水文（水位）站雨量、水 位（流量）實時和歷史資料查詢（包括日平均水位 / 流量、月水位 / 流量等），以 及降雨量統(tǒng)計表、降雨量圖等形式對雨量資料進行日、時段等綜合查詢。（8）氣象信息查詢 將查詢數據庫得到的氣象信息顯示給用戶，主要包括：中央氣象臺、省氣象 臺和臨近省氣象臺、本地市 （縣）氣象臺發(fā)布的當日天氣預報（文字、 圖、表）， 衛(wèi)星云圖信息（圖片）、多普勒雷達測雨信息、臺風警報信息等。（9）工情信息查詢 工情信息主要包括：堤防、水庫的各種特征值、工程圖、工程指標、工程運 行狀況等數據； 水庫運行狀況的實時信息， 如閘門開

14、度、大壩安全狀況， 溢洪道、 泄洪洞、輸水洞流量，水庫、山塘水位狀況（流量）、水庫調度方案等。堤防主 要信息有各斷面水位、堤防安全狀況、出險情況及類型?？梢詫崿F單站、多站實 時和歷史工情信息和運行參數的查詢。（10）經濟社會狀況及災情信息查詢 山洪災害監(jiān)測區(qū)域經濟社會指標：村鎮(zhèn)分布、人口分布、固定資產、重要設施、GDP等。直接總經濟損失： 受災范圍，受災人口， 受淹城市，倒塌房屋，死亡人口等。 工業(yè)、交通運輸業(yè)直接經濟損失： 停產工礦企業(yè) （個），鐵路、公路中斷（條 次）、毀壞路基（面）（千米），毀壞輸電線路，毀壞通訊線路（千米）等。水利設施直接經濟損失：毀壞水庫，水庫跨壩，毀壞堤防、護岸、水

15、閘，沖 毀塘壩，毀壞灌溉設施，毀壞機電井、水電站、機電泵站，毀壞雨量站、水文測 站。農林牧漁業(yè)直接經濟損失： 農作物受災面積，農作物成災面積，農作物絕收 面積，減少糧食，死亡大牲畜，水產養(yǎng)殖損失等。（11）數據的輸出保存打印 查詢系統(tǒng)具有信息輸出和表現功能，除具備基礎信息、水雨情信息、工情、 災情統(tǒng)計分析信息的數據輸出外，還具備表、 文字、圖形的輸出和保存以及打印 功能。4.2.2 預報決策子系統(tǒng)預報決策子系統(tǒng)為各省級、 市級或縣級山洪災害防御指揮部門進行山洪災害 預警提供依據。 預報決策子系統(tǒng)包括水雨情分析預報、預警信息生成、 維護及管 理等 3 個模塊。預報決策子系統(tǒng)主要功能有：（1）水雨

16、情分析預報模塊 結合實時水雨情、氣象預報信息，根據水雨情分析預報模型，對小流域、中 小水庫水位、流量進行預測，并輸出預測結果（文字、表格或圖形）。（2）預警信息生成模塊 根據預報成果及預警指標實時編制預警信息， 并及時將預警信息發(fā)送至預警 平臺。（3）維護和管理模塊 該模塊可以對整個系統(tǒng)的內容進行添加和刪除，具有控制系統(tǒng)權限的功能。 本模塊為系統(tǒng)維護管理提供工具。4.2.3 預警子系統(tǒng)預警子系統(tǒng)是在監(jiān)測信息采集及預報分析決策的基礎上， 根據預警信息危急 程度及山洪可能危害范圍的不同， 通過適宜的預警程序和方式， 將預警信息及時、 準確地傳送到山洪可能危及區(qū)域， 使接收預警區(qū)域人員根據山洪災害防

17、御預案及 時采取預防措施，最大限度地減少人員傷亡。在建立了基于平臺的山洪災害防御預警系統(tǒng)的地區(qū)， 預警信息由該系統(tǒng)的預 報決策子系統(tǒng)制作。 根據平臺設立的防汛指揮部門的級別不同， 分為平臺設立在 縣級、市級防汛部門兩種情況。 縣級防汛指揮部門獲取發(fā)布的預警信息， 各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)） 政府接收縣級防汛部門發(fā)布或下發(fā)的預警信息，傳輸給村、組、戶。緊急情況下 縣級防汛部門可直接對村、組發(fā)布的預警信息。群測群防預警信息的獲取來自縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村或監(jiān)測點。由監(jiān)測人員根據 山洪災害防御培訓宣傳掌握的經驗、技術和監(jiān)測設施觀測信息，發(fā)布預警信息。 縣級防汛指揮部門接收群測群防監(jiān)測點、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村的預警信息，逐級發(fā)布。

18、 各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）政府除接收縣防汛部門發(fā)布或下發(fā)的預警信息， 還接受群測群防監(jiān)測 點、村和水庫、山塘監(jiān)測點的預警信息。 村、組接受上級部門和群測群防監(jiān)測點、 水庫、山塘監(jiān)測點的預警信息。4.3 群策群防組織體系由于山洪災害突發(fā)性強， 從降雨到發(fā)生災害之間的時間短， 且往往在災害發(fā) 生時斷電、 斷路、斷信號，因此群測群防尤為重要。 群測群防組織體系為建立縣、 鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、組、戶五級山洪災害防御責任制體系，群測群防組織指揮機構主 要在縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村一級建立。5 土建工程遙測站自動實時采集、 存儲降雨量和水位等數據， 并進行信道編碼和信號調 制，自動發(fā)送實時采集的雨、水情等信息，并可人工置數，具備增量

19、自報、定時 自報功能，重要的遙測站具備自報兼查詢應答功能。5.1 雨量站5.1.1 簡易雨量站簡易雨量站按照降水量觀測規(guī)范SL21-2006規(guī)定，主要配置直徑200毫米 的漏斗、放置于 200毫升玻璃筒上，并固定于預制砼基塊上 （ 簡易雨量器見示意 圖） 。為直觀和方便地觀測雨量，承水器皿采用透明裝置，并根據降雨的臨界值 或降雨強度，在承水器皿外進行劃分或標注明顯的預警標志線。簡易雨量觀測器5.1.2 自動雨量站自動雨量站是水雨情監(jiān)測系統(tǒng)中數量最多、 分布最廣的遙測站。 單個遙測站 的土建工作量不大，占地面積小，但分布廣，各建站地點的環(huán)境條件差異大土 建的設計應結合具體情況、因地制宜地作出設計

20、方案。一、自動雨量站位置的選擇自動雨量站的位置在站網論證基礎上經無線電通信電路測試后確定。 一般情 況下，要選擇交通方便有人居住的村屯、城鎮(zhèn)，做到“無人值守，有人看管”， 確保雨量站設施不遭受人為破壞必須設立雨量站，而又無人居住的地點， 也需 要委托較近的居民看護。在農村選擇自動雨量站點時，應注意以下幾點：(1) 滿足建站目的及要求。(2) 滿足通信要求。(3) 選擇建站地點的人家有條件且愿意承擔看護任務。(4) 選擇建站的庭院應開闊，無高大房屋、樹木。(5) 選擇在居民區(qū)有一定社會地位、受人尊敬的人家，這樣雨量站不宜被人 破壞。(6) 選擇的居民家近年沒有較大的遷移規(guī)劃。二、自動雨量站的結構

21、型式自動雨量站多設在平坦、開闊的庭院中，周圍遠離樹木、房屋，雨量計周圍 設有圍欄，以防止家畜， 家禽或人為的損壞。 有條件的也可在樓房或平房的平頂 上直接設立，省去很多土建工作，還較安全，受周圍的環(huán)境影響也較小。自動雨量站一般應符合氣象站安裝要求。 由于屬于專用站， 一般不參加資料 整編、刊印，在安裝高度上常因地制宜國內已建的雨量站，有的直接坐落在地 面的平臺上，有的坐落在乎頂房的屋頂， 有的被支撐物垂直支撐在空中， 有的旁 側懸臂支撐在空中。 近年的遙測雨量站大都為全密封鋁合金筒式結構， 甚至有的 雨量筒大部采用全電磁屏蔽、 全密封鋁合金法拉第筒結構， 全面實現環(huán)境 ( 雷電， 高低溫、高濕

22、、臺風 ) 防護，還可省去站房建設、鐵塔和地網敷設費用。將雨量 傳感器、 天線安裝房屋頂上時， 遙測儀可掛在房屋中的墻上， 這樣既降低了土建 造價，也解決了看護問題。國內巳建的測報系統(tǒng)中，自動雨量站大都采用上述形 式。法拉第筒不需要做地線，也不需要做絕緣支撐，占地面積小，適應全天候工 作條件。 所選用設備均適用于野外惡劣環(huán)境工作，按無人值守連續(xù)運行設計。 有 的正常運行已超過 10年。如果以上條件不具備，須單獨建造站房時， 站房面積約 4m,凈高大于3m平頂，太陽能電池板、雨量計裝在房頂。天線高度按電路設計報告布設，地網接地電阻應小于10Q。站房應防潮(百葉窗)，屋頂防囂，周圍 排水通暢，設鐵

23、皮門、暗鎖，防止老鼠出入。雨量站站房除應預留太陽能電池板 進線孔外，還應預留雨量計信號線的進線孔。測站站房還可利用原有房屋改建，也可采用架空高架方式，應按具體情況和要求靈活處理。三、雨量計的安裝設計雨量計坐落在地面或屋頂，可預先將雨量計安裝底座用混凝土澆筑好.在站房頂上安裝雨量計時，要求房頂能滿足安裝尺寸和承載能力，并在雨量計上方 35的仰角范圍內無遮擋物。遙測雨量站采用立筒式，筒式站房為鋁合金密封結 構，直徑0.3m,高度2.0m，將遙測終端設備放在筒的底部，筒內底部溫度比較 穩(wěn)定，可延長設備使用壽命，適合野外長期工作。筒式站房施工中，基礎挖好后， 澆筑混凝土，將筒埋深1m回填后找平夯實即可

24、。雨量計應和太陽能電池板相隔一定的距離， 防止雨水從太陽能電池板上濺人 雨量計的盛雨口內。I I I 1| I T雨量傳感器和太陽能板安裝示意圖四、太陽能電池板的安裝太陽能電池板的受光應向 南，周圍應無高大建筑、樹木、 電桿等遮光物。鋁合金法拉第筒 可直接將太陽能電池板固定在筒 的外面或將其固定在鐵塔或塔桿 上。五、避雷針的設計(1) 安裝天線的鐵塔應裝置 避雷針，避雷針、鐵塔、地網之 間應焊接可靠。鋁合金筒式站房矗礎筒式自動雨量站施工示意圖(2) 避雷針上端應加工成針 尖形，以利尖端放電，井作鍍鋅處理(3) 避雷針的最咼點應比天線頂端高出35m(4) 避雷針的保護角為35,設備和天饋線應在避

25、雷針的保護范圍內。六、自動雨量站天線鐵塔土建施工雨量站必須設立通信鐵塔時，鐵塔的高度由通信電路測試決定.但雨量站的 通信鐵塔相對較低，一般不超 6m因而，其結構和形式宜筒化，鐵塔與站房 間距不宜過遠，應在防雷保護角之內。6m通信塔的施工要求如下：(1) 塔桿用鋼管焊制，設避雷地線。(2) 塔基礎挖深一般大1.2m;基礎應先挖好基坑，找平夯實再打墊層，然后 澆筑基礎；基礎采用高標號混凝土澆筑。(3) 基礎回填土應分層夯實，夯實后的土容重不得小于1. 6t /m3 6m桿塔結構及摹礎示意圖如圖所示。6ni!信塔示意圖5.2水位站5.2.1簡易水位站簡易監(jiān)測水位站是在溪河岸邊、水庫壩前設立便于監(jiān)測的

26、直立、斜坡式水尺； 對于無條件設立水尺的監(jiān)測站，可在水流岸邊較近的固定建筑物或巖石上標注水 位刻度，以方便監(jiān)測員直接讀數。水尺的刻度必須清晰，數字必須清楚且大小適宜，數字的下邊緣應放在靠近 相應的刻度處。刻度面寬不應小于 5cm?？潭?、數字、底板的色彩對比應鮮明， 且不易褪色，不易剝落。最小刻度為1cm,誤差不大于0.5mm當水尺長度在0.5m 以下時，累積誤差不得超過0.5mm當水尺長度在0.5m以上時，累積誤差不得超 過該段長度的1%。直立式水尺的水尺板應固定在垂直的靠樁上，靠樁宜做流線型，靠樁可用 型鋼、鐵管或鋼筋混凝土等材料做成， 或可用直徑1020cm的木樁做成。當采用 木質靠樁時，

27、表面應作防腐處理。安裝時，應將靠樁澆注在穩(wěn)固的巖石或水泥護 坡上，或直接將靠樁打入，或埋設至河底。有條件的測站，可將水尺刻度直接刻繪或將水尺板安裝在阻水作用小的堅固巖石上，或混凝土塊石的河岸、橋梁、 水工建筑物上。11111E g3 fa3 34343pJ 一43SdT3522自動水位站自動水位站主要的土建內容為；站房、鐵塔及基礎。、浮子式水位計采用浮于式水位計，水位站要建測井。其設計標準，應視測站重要性而定.有 堤防的自動水位站的設計標準一般應高于堤防的設計標準；大扛大河干流水位站一般可按百年一遇水位設計，支流按50年一遇設計，在沖淤變化大的河道上應考 慮一定水平年后河道的沖淤幅度。測井的具

28、體形式應根據擬建站地點和地形特點、防護要求，可建成島式、岸 式、島岸結合式。1測井(1)(2)(3)水位井的設計符合 GB/T50138-2010水位觀測標準中的有關規(guī)定。 測井不應干擾水流的流態(tài)，測井截面可建成圓形或橢圓形。井壁必須垂直，井底應低于設計最低水位 0.5-1.0m，測井口應高于 設計最高水位0.5-1.0m 。浮子式水位傳感器外形圖(4) 測井井底及進水管應設防淤和清淤設施，臥式進水管可在入水口建筑 沙池。測井及進水管應定期清淤泥沙。 多沙 河流測井應設在經常流水處，并在測井下部 上下游兩測開防淤對流孔。(5) 測井可用金屬、鋼筋混凝土、磚 或其他適宜材料建成。擇不同的浮子和重

29、錘)(6) 測井截面應能容納浮子隨水位自 由升降，浮子與井壁應有5-10cm間隙。水 位滯后不宜超過1cm,測井內外含沙量差異 引起的水位差不宜超過1cm并使測井具有 一定的削弱波浪的性能。(7) 水位井用于安裝水位傳感器。(浮子式水位傳感器的外形見示意圖) 根據浮子式傳感器的使用要求，井房面 積應不小于2m,并具有通風孔和進線孔，測井內直徑不得小于0.3m，安裝時浮子和重錘的外壁要離井壁最少 0.1m,鋼 絲繩要平滑垂直放置，以防互相纏繞。這樣，方能保證傳感器測試的準確性。具體可參考示意圖。（8）井房底板可選用能拆裝木板，其厚度為 3-6cm左右（或其它設施）。井房的設計應便于水位計的安裝與

30、維護。（9）井房距遙測站房的距離不應大于200m信號線應做架空或埋地處理。（ 10）如水位站同時兼做雨量站（即同時安裝雨量傳感器），則應將水位井 房頂做成平頂房，并且應留有雨量傳感器安裝固定件。根據國內已建測報系統(tǒng)的運行實踐， 遙測站和中繼站的站房僅需滿足安置通 信、電源、傳感器等室內設備的要求，使用面積不宜大于 5m2。水位測井的設計， 結冰河流要考慮冬季的凍脹、流冰期冰塊的撞擊，同時也 要考慮大洪水的沖刷、淘空和漂浮物的撞擊， 主體要堅固， 基礎必須在沖刷層和 凍土層以下， 有條件時基礎應與基巖連接， 水位井平臺在設計過程中應盡可能與 堤防護坡等水利工程相結合。井身可建成圓形或矩形，但有效

31、截面積一般不小于 600mmX00mm水位井筒 內壁要垂直、光滑最好用鋼筋混凝土建成，為節(jié)省投資，也可根據浮于大小選 用相應的工業(yè)管材，如鋼管、PV（塑料管、混握土預制管等。進水口尺寸大小應能起到一定的水流控制作用， 既保持井內水位在各種水流 情況下與河水水位相同， 防止井內水位的滯后作用， 又能減小波浪引起的測井內 水位的波動一般進水口的截面積不應小于測井截面積的 1。對于水流條件復 雜，而又要求測量精度高的測井，進水管長度、 截面積以及進水管的形狀與水流 方向的夾角等可通過水工模型實驗確定。測井結構要牢固，防淤、防浪、抗凍在含抄量較大的河流上建設自記水位 測井，測井與進水口之間應設沉沙池，

32、 每次洪水過后最好檢查一次， 定期清除泥 沙。目前，國內已建的遙測站大多采用棍凝土、磚砌或石砌，有的采用預制混凝 土管，有的采用鋼管，可謂不拘一格，多種多樣。2 站房站房與水位井的相對位置關系一般有： 地面井口直接建房、 在測井上建儀器 室站房、測井各自獨立設置等三種。如果水位井建于站房內，站房面積一般約為 6m。只要條件許可， 應將水位井和站房合二為一， 這樣可避免長距離鋪設水位信 號線，減少信號的干擾，降低土建費用，也便于以后的管理和維修。測站站房還可利用原有的房屋改建， 也可采用架空高架方式， 應按具體情況 和要求靈活處理。站房建在水位測井上的站房面積、 形式，取決于水位測井的形式及材料

33、。 如 果水位測井采用鋼管，為節(jié)省投資， 站房可僅用于放置儀器， 此時儀器室 （站房） 面積較小，能滿足儀器設備放置的足夠空間即可，人不必進入， 儀器設備的安裝 調試，運行維護人員站在井體外面的梯子上進行。儀器室可建成圓形、 方形或其 他形式。如果水位井采用磚砌或預制混凝土管， 其結構和上部空間具備建設站房 條件，應建設一儀器室站房，既為后期的運行帶來了方便，也很美觀。8m高水位測井示意圖3 鐵塔（或桿塔 ）如天線掛高要求較低， 站房頂上有足夠位置并能承受塔的重量， 可直接在房 頂上架設一塔桿，除此之外，均應在地面建鐵塔。天線塔應建在站房的背面， 兩者適當靠近，既做到縮短饋線， 減少饋線損耗，

34、 又不至于因距離太近，使人可以順著天線塔爬到站房頂上，造成遙測設備破壞。天線堵與站房間距離超過5m寸，應在兩者之間架設鋼絲，用于懸掛饋線。如果測井和站房相距較遠， 水位信號線應加鐵套管并埋人地下引入站房， 鐵 管應接地良好，并每隔10n或在拐彎處建造連接井。鐵塔的高度由通信設計決定。 一般情況下， 沒有必要因一個獨立的遙測水位 站建設一個超過6m以上的鐵塔。鐵塔太高，其造價會成倍增長，運輸、安裝都帶 來一系列問題。二、非接觸式采用浮子式水位計的遙測站土建工作量主要為測井的工作量， 而采用非接觸 式遙測水位計的測站可省去測井，感應探頭懸掛在空中，不接觸水面， 通過超聲 波探測水面的高度非接觸式特

35、別適宜于含沙量大，水面漂浮物多的河流， 或因 各種原因采用浮子式較困難的河流。非接觸式遙測水位計可用于監(jiān)測各種水體， 如人工水渠、水庫水位、河道水位等。近年來，黃河上新建的遙測水位站大多采 用非接觸式。非接觸式雖然省去了在水中建水位井的麻煩， 但地面上需建傳感器支撐鐵塔 或整體灌注樁形式支架。非接觸式超聲波水位計，該水位計的傳感器安裝高度要求超過歷史最高水 位，主河道水位計及傳感器安裝架設需建傳感器支撐鐵塔或整體灌注樁型式。 如 用鐵塔可在底部打基礎樁，上部建三角鐵塔 （或四角塔 ），在塔的中部 （或頂部 ） 設計一個儀器百葉箱，其體積為45OmmX5OOmmX4O0nim要通風透氣，又要防雨

36、， 防冰雹.頂蓋上安裝太陽能電池板，另外橫向伸出一個相應長度（如34m）的橫桿 作為固定傳感器之用。塔頂伸出一個高于天線5m的避雷針，使天線及傳感器位于 避雷針的保護區(qū)之內。避雷針地線接地電阻小于 510Qo如果安裝架采用全灌注樁型式，基礎可加大、加深，上部要細 （可根據當地 的水流條件、沖刷要求決定深度和尺寸大小，如底部埋入地下 35m,直徑為80 ioocm上部薄徑為40cm即可。儀器箱及伸出去的橫桿同上， 避雷措施也同上。另一種安裝型式為島式鋼管和岸邊鋼塔式， 在岸坡緩、 支架伸出去較遠時可 采用島式鋼管，坡度較陡時采用岸邊鋼塔形式。5.3 中繼站超短波通信屬視距通信， 由于受地形的影響

37、， 遙測站的信息不能直接到達中 心站時，就需建設中繼站，用以傳遞信息。一般情況下， 一個中繼站應連接幾個或十幾個遙測站，因此，如中繼站運行 不正常，將直接影響遙測站的信息傳遞，有時甚至使整個系統(tǒng)癱瘓；同時，中繼 站的工作環(huán)境相對遙測站來講較為惡劣， 一般沒有人看護， 其土建的設計既要防 止自然因素的破壞，又要防止人為因素的破壞。中繼站的位置，鐵塔高度，由無線電通信電路測試結果決定。中繼站的土建項目主要有：站房、鐵塔及基礎、防雷接地等。 一般情況下，中繼站位置高，地理位置偏僻，交通不便，且土建的工作量與 遙測站相比較大， 在中繼站選擇、 設計和建設中應盡可能利用當地已有的土建設 施，或略作改造利

38、用，以減小工作量，降低投資。必需建設的中繼站，要進行土 建設計。中繼站多建在高山頂上，環(huán)境惡劣，遭雷擊的可能性大，避雷要求高，最好 采用環(huán)行地網，接地電阻小于10 Q,天線鐵塔(或桿塔)上應安裝避雷針對于石 山，由于山頂上土層薄，接地電阻很難降下來，可考慮埋放降阻劑并蓋土夯實， 或將地網用鋼筋焊接至背陰墟土層較厚處， 或采用降阻模塊方式， 使接地電阻低 于規(guī)范要求的10Q。特別需要注意的是，除接地外，其他各個環(huán)節(jié)都要注意采取 防雷措施，包括天線、電源等。由于中繼站設在高山頂上，土層薄，易干旱，防 雷困難，實踐證明，雷擊是系統(tǒng)故障的重要原因。一、通信塔天線掛高較低， 中繼站站房頂上有足夠位置并能

39、承受塔的重量時， 可直接在 房頂上架設一個小鐵塔，除此之外，均應在地面建鐵塔。雖然電路設計只要求較低的掛高，但從地面架設的鐵塔不宜低于6m較高的 天線塔上應架設安裝平臺，平臺的有效直徑大于 1.2m，護欄高o0.8m.鐵塔本身 作為雷電載流體，要求每節(jié)鐵塔連接處除用螺栓連接外，還須焊接在一起。鐵塔的建筑材料一般采用鋼管、工字鋼、三角鋼、鋼筋等制作，鋼塔的截面 有三角形、四邊形，應根據當地材料、塔高、基礎的物理特性選擇。鐵塔基礎在 設計前應進行必要的物探工作， 以探明其地質特性， 在此基礎上確定基礎的開挖 深度、避雷接地措施以12準岡塔為例，其施工的設計要求如下：(1) 天線塔基礎挖深2m或挖到

40、基巖。(2) 應先挖好基坑，找平夯實再打墊層，然后采用高標號混凝土澆筑基礎； 基礎頂面必須保持水平。(3) 基礎回填土，應分層夯實，夯實后的土容重不得小于 1.6t m3。(4) 鋼塔基礎設鋼筋網架，并預留法蘭盤及螺絲頭，以便與鐵塔連接。(5) 鋼塔用鋼筋焊接， 底部焊接法蘭盤， 使之與鋼塔基礎法蘭盤及螺絲頭能 夠對接。(6) 鋼塔均設避雷地線，12m鋼塔要求地線鋼筋長度為12m(3根)。(7) 鋼塔設防盜平臺， 平臺厚板焊制，井留供上下通過的鋼門，門由底部向 上推開，在下部上鎖并加防雨膠布。平臺用支撐桿支撐。二、站房由于中繼站設備體積較小， 一般情況下， 在鋼塔上如防盜平臺上設置一個儀 器箱

41、即可滿足要求， 既節(jié)省了土建工作量， 也減少了在地面上建站房遭受人為破 壞的幾率。確需在地面上建設中繼站房的， 可用磚混結構， 房頂為平頂， 做好防水處理， 屋槽伸出墻外 0.5m 。東西兩面墻上各開一個窗戶， 井以鋼或鐵板制成百葉窗牢牢 地固定在窗口， 既可防雨，又可防盜，東西墻根稍上處各安裝一個鐵質透氣彎管。12m通信塔及基礎示意圖 直管應做到外低內高，以防雨水進入所有通風口的房內一側都要加蓋鐵絲網， 以防蟲、鼠等侵入。天線塔與站房應適當靠近， 既做到縮短饋線，減少饋線損耗， 又要防止因距 離太近，人可以順著天線塔爬到站房頂上，從而對遙測設備造成破壞。天線塔與站房間相距超過寸，應在兩者之間架設鋼絲，用于懸掛饋線。中繼站站房在靠近天線塔側的墻上應留有進線孔， 還要預留太陽能電池板線 的進線孔。在設備安裝寸，持進線穿好后，注童把余隙堵牢，防止雨水順電線流 人屋內。中繼站站房內應配備一工作臺，便于設備的放置。為安全起見， 設在野外的中繼站站房應采用隱式電子鎖， 不采用外掛的掛鎖 或彈子鎖；采用鋼板結構門 對于盜竊和人為破壞嚴重的