方案介绍
水渠流量水位在线监测方案采用超声波水位计、电磁或超声波流量计、数据采集与无线通信终端，结合太阳能供电与物联网平台，实现对水渠输水过程中的水位、流量进行实时、远程、自动化监测。系统适用于农田灌溉、水利调度、节水工程等场景，可显著提高水资源管理效率。
监测目标
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实时监测水渠内水位变化
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实时测量水渠流量变化
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实现流量-水位-时间序列分析
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为灌溉调度、供水计划提供依据
需求分析
传统渠道水位与流量测量主要依赖人工抄表或间歇性观测，存在精度低、时效性差、成本高等问题，难以满足现代农业节水和科学调水的需要。迫切需要构建在线、自动化的水渠水位流量监测系统，实现“看得见、管得好、调得准”。
监测方法
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采用超声波/雷达水位传感器监测水面高度
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结合渠道几何断面，采用电磁式或超声波流量计直接测量瞬时流速并计算流量
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数据采集后通过4G/NB-IoT网络实时上传平台
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支持多参数融合建模，自动生成流量曲线
应用原理
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水位监测：超声波或雷达信号从传感器发出后遇水面反射，传感器接收回波计算时间差得出水面距传感器的距离，从而换算水位
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流量监测：通过流速仪器（电磁或超声波）测量单位截面的平均流速，结合渠宽与水深自动计算流量
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平台进行数据拟合建模，输出流量-水位关系曲线
功能特点
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水位、流量双参数实时监测
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数据自动采集与4G上传，支持断点续传
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多通道接入，兼容水质/气象/水泵启停信号
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云平台支持数据可视化、异常告警、远程配置
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可与灌溉控制系统联动，实现智能放水
硬件清单
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超声波/雷达水位计
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电磁/超声波流量计（明渠式）
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数据采集控制终端（带4G通信）
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太阳能供电系统（含电池）
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户外防护箱、传感器支架
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水渠断面参数设定模块
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远程数据监控云平台
硬件参数（量程、精度）
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水位传感器：量程0~5m，精度±1cm
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流量传感器：量程0.01~5m/s，精度±2%FS
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通信方式：4G/NB-IoT/RS485
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电源系统：太阳能板≥80W，蓄电池≥20Ah
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工作环境温度：-30℃
+70℃，防护等级IP66IP68
方案实现
选取典型渠道断面，在渠岸布设水位与流量传感器，安装防护设备并布线连接至数据采集终端。通过太阳能系统供电，配置远程通信功能。设置采集周期、上传间隔与报警阈值，实现系统上线。平台端提供流量日报、月报、年报与突发事件预警功能。
数据分析
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提供水位与流量时间序列图
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支持潮汐性波动或突变识别
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自动生成流量统计报表
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提供用水效率分析和节水评价报告
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支持导出Excel报表、接入大屏平台展示
预警决策
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水位过高/过低报警（溢渠、干渠预警）
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流速突变报警（设备故障或突发泄洪）
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长时间无流报警（输水中断识别）
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可设阈值远程短信/微信报警推送
方案优点
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高精度、低功耗、低维护，适应野外环境
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实现水资源动态掌握，支持科学调配
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提高灌区运行效率，降低人力成本
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易于扩展与其他水利监测系统联动
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平台功能完善，支持远程管理与数据共享
应用领域
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农田灌溉渠道流量水位监测
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灌区输水调度与节水管理
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城市景观水系、明渠输水监管
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工矿企业废水排放明渠监管
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水利工程渠道流量评估与运行优化
效益分析
通过实施本方案，灌区水务管理部门可实现对输水系统的动态掌控，提升调水效率与公平性，避免“跑冒滴漏”，降低非计划性水损，促进农业节水增效。对调度决策更科学，极端天气下更能快速响应，具有明显的社会效益与生态价值。
国标规范
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GB/T 11845-2019《水流速度的测量方法》
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SL 651-2014《水文自动测报系统技术规范》
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GB 50014-2021《室外排水设计规范》
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GB/T 21271-2007《渠道流量的测定方法》
参考文献
《渠道流速与流量自动测量原理与工程实践》
《农田灌区现代化改造技术指南》
《物联网在水资源管理中的应用研究》
案例分享
在内蒙古某大型灌区部署50套水位流量在线监测站，形成从主干渠到支渠的分层流量监测网络，实现灌溉定额分配与智能调度，每年节约灌溉水量约12%，并建立用水责任区评价机制。该系统已纳入当地数字灌区管理平台。