雷达水位雨量一体监测站应用
时间：2025-07-10
涉川
一、方案介绍
雷达水位雨量一体监测站是集成高精度雷达水位计与翻斗式雨量计的水文监测系统，广泛应用于河道、湖泊、水库、堤坝、城市排涝、山洪预警等场景。该系统采用免接触式雷达水位测量技术，结合翻斗式雨量传感器，通过4G网络实时上报监测数据，支持远程平台查看、报警推送与数据导出。
整套系统具有高精度、低功耗、全天候运行能力，支持太阳能+蓄电池供电，具备IP65以上防护等级，适应野外长期部署和恶劣天气环境。
二、监测目标
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实现水位变化的高频率、无接触在线监测；
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精准测量降雨量与降雨强度，掌握水文趋势；
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提前识别洪水、内涝、山洪等灾害风险信号；
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提供数据支持用于水利调度、城市排涝、生态保护等管理；
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支持全天候无人值守运行与远程集中管理。
三、需求分析
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项目需求
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内容说明
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精度要求
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水位测量精度±3mm，雨量测量误差≤±3%（国家Ⅰ级标准）
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通信方式
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支持4G全网通传输，可选NB-IoT、GPRS等；支持数据主动上报
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供电系统
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支持太阳能+电池供电，连续阴雨天仍可稳定运行
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安装环境
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适用于桥梁、涵洞、水库堤坝、城市下穿隧道等复杂环境
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远程管理
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平台查看数据、设置报警阈值、导出报表、异常提醒
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多点部署
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支持多点分布式布设统一管理平台集中查看
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四、监测方法
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水位监测：采用26GHz高频雷达波，向下垂直发射微波脉冲，测定电磁波从天线发出至水面反射回来的时间差，精确计算水位高度。
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雨量监测：翻斗式原理，降雨水进入承雨器，定量后自动翻转计数，换算为降雨量值。
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所有采集数据通过RS-485接口统一传输至数据采集主控器，经4G模块实时上传至云平台。
五、应用原理
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雷达水位原理：利用电磁波（26GHz）反射原理测定液位高度，具备不受风雨、气压、泡沫等干扰的优势；
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翻斗雨量原理：每次翻斗代表固定雨量，累计次数代表累计雨量，同时可统计降雨强度变化；
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所有数据由采集主机定时采集，并根据设定间隔自动上传至远程平台，实现无人化监控与告警响应。
六、功能特点
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非接触雷达测量：无机械部件，免维护，耐腐蚀；
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高精度降雨监测：翻斗雨量计符合国家一级标准；
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远程通信平台：支持4G无线通信，实时数据上传；
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低功耗设计：整机功耗低于1W，适合野外长期运行；
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IP65级防护：耐高温、防水防尘，适应多种部署环境；
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报警机制完善：支持水位、雨量超限预警短信/微信推送；
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多端支持：支持电脑网页、小程序、手机APP访问数据。
七、硬件清单
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序号
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设备名称
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数量
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说明
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|---|---|---|---|
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1
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雷达水位计
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1台
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26GHz，RS485输出，测距毫米级
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2
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翻斗式雨量传感器
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1台
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0.5mm分辨率，国家I级精度
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3
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数据采集主控终端
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1台
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RS485接口输入，4G通信模块
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4
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太阳能电池板
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1块
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≥40W，全天候供电保障
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5
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蓄电池
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1套
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12V/24Ah免维护电池
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6
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安装支架及防雷组件
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1套
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立杆、接地线、防雷器等
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7
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平台服务权限
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1套
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PC/APP数据查看及报警管理
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八、关键设备参数
1. 雷达水位计
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微波频率：26GHz
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输出接口：RS-485 Modbus
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供电电压：(6～24)V DC
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功耗：90mW
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分辨率：1mm
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精度：±3mm
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累积误差：±10mm
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工作温度：-40～80℃
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测量间隔/响应时间：约1秒
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防护等级：IP66/IP68（视选型）
2. 翻斗式雨量计
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口径：Φ200mm，刃口锐角40°～45°
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分辨率：0.5mm
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雨强范围：0.01mm～4mm/min
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最大雨强：8mm/min
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精度等级：国家I级 ≤±3%
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输出方式：干簧管/RS-485
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尺寸：Φ216×460mm
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工作温度：-10℃～50℃，湿度<95%
九、方案实现步骤
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选址施工：选择桥梁、涵洞、堤坝等地形固定安装立杆；
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设备安装：固定雷达水位计在垂直位置上方，雨量计在无遮挡处；
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电源布设：连接太阳能板与蓄电池，主控系统供电上线；
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通信调试：插入SIM卡，平台联调通信上传数据；
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参数设置：设定采样频率、上报周期、水位雨量报警值；
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运行监控：平台实时显示数据，接收报警通知和历史数据下载。
十、数据分析与展示
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实时水位变化曲线
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降雨量统计图（日/周/月）
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突发降雨趋势图与累计雨量图表
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阈值报警记录汇总表
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数据导出功能（EXCEL、PDF）
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多个监测点地图分布显示
十一、预警决策机制
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可设定水位/雨量上下限阈值
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超限时系统通过短信/微信推送报警信息
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平台记录报警历史，支持查询追溯
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可联动声光报警器、LED提示牌、视频系统等（选配）
十二、方案优点
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非接触测量、免维护、适合极端气候
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安装简便、支持远程调试和维护
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多参数集成化设计，节省部署成本
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高精度监测，满足水利/气象/环保标准
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全平台支持，数据可视化管理便捷
十三、应用领域
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山洪灾害预警系统
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城市排水/内涝监测
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河道/水库/堤坝实时监控
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农田灌溉水位雨量联动控制
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景区生态水文监测
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交通涵洞/桥下防涝告警系统
十四、效益分析
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类别
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效益说明
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|---|---|
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安全效益
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及时掌握暴雨、涨水风险，减少灾害损失
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管理效益
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实现水文站点数字化、智能化监管
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成本效益
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替代人工巡查，提升效率、降低运营成本
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社会效益
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提高突发事件响应效率，保护人民群众生命财产
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十五、国标规范参考
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GB/T 11828-2002《降水量观测规范》
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GB/T 21303-2007《液位仪通用技术条件》
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SL 60-94《水位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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HJ 1150-2020《水质在线自动监测系统技术要求》
十六、参考文献
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中国气象局《降水观测与自动站建设指南》
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水利部信息中心《山洪预警监测系统技术白皮书》
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《环境监测技术与设备选型手册》，中国环境出版社
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行业工程案例资料库与厂家设备技术文档
十七、案例分享
案例1：四川大渡河山洪预警系统
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内容：部署雷达水位+翻斗雨量监测站点共32处
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成效：监测精度高、预警响应时间从30分钟缩短至5分钟，成功预警山洪事件4起
案例2：上海城市排水涵洞监测项目
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内容：在隧道下穿桥段安装12套一体化监测站
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成效：自动联动排涝泵站与交通管控系统，极端降雨下无严重积涝
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