河道水位监测方法有哪些?

2023年03月02日 16:51

  河道水位监测系统采用基于无线传感器网络的数据传输技术,实现对水位、流量、雨量的实时监测,系统具有无人值守、操作简便、组网灵活等特点,是一套低成本、高效率的河道水位监测系统。通过系统实现对河道水位的实时监测,能及时了解河道的水位情况,有利于及时应对各种汛情。

  目前河道水位监测常见的几种方式有:超声波测深系统、差压式测流系统等,下面我们分别介绍一下这几种常用的监测方法。

  一、超声波测深系统

  超声波测深法是利用声波在传播过程中遇到障碍物会产生反射的特点,通过接收超声波并计算距离的方式来计算测点到水面的距离,从而推算出水面下一定深度处的水位。超声波测深仪一般安装在水位较低、水深较浅的河道中,根据超声波测深仪的不同测量方式分为:脉冲式、差压式、脉冲差压式等几种。

  超声波测深系统根据接收信号强度来判断所测深度,但需要人工观测记录,在实际使用过程中,容易受到水情变化、地形影响、水面浮冰等因素的影响。同时测量结果易受水面波动影响,对测量结果具有很大的不确定性。且这种方式不能满足无人值守需求。

  二、差压式测流系统

  差压式测流系统是一种利用压差进行流量测量的非接触式测流方法,其原理是在水流经过时,以一定的流速把流态由平衡状态变为不平衡状态,当水面受到阻力后,差压增大,此时水头差等于断面水深与流速的乘积。差压式测流系统对河流断面特性要求低,精度较高,同时工作稳定可靠。

  三、水位计

  水位计是目前应用比较广泛的一种水位监测方式,一般将传感器安装在水流平稳的地方,通过水位对传感器的压力变化来检测水位,传感器内部会记录数据,然后通过无线传输至云平台,通过分析数据可以得到河道水位信息。

  水位计缺点是受水流影响大,而且成本较高,不利于实时监测。

  四、水位计式水位监测仪

  水位计式水位监测仪是一种比较传统的测量河道水位的工具,通过水位计的显示、记录、传输实现河道水位监测,简单易操作,使用方便,但精度差。由于传统的水位计在测量河道水位时,水位计需要架设在河道上,且要求水位计的高度必须与水面齐平,这就对水位计的高度有一定要求。在进行水位测量时,水位计还必须与水流方向保持一致。此外,由于受河水流速影响大和受水流冲刷作用影响严重等因素导致传统水位计在测量河道水位时误差大。

  五、无线传输技术

  无线传输技术是利用无线电频率对信息进行传送,主要包括无线电信号、激光信号和各种数据载波等。无线传感器网络是一种新型的无线数据传输技术,是利用传感器网络中的节点(如移动电话、笔记本电脑)来接收、发送和共享信息,以达到覆盖区域内所有节点的目的,并完成相应任务的一种分布式网络。

  无线传感器网络(WSN)具有自组网、低功耗、自修复等特点,可以不受地理条件限制,在大范围内自动发现并加入到自组织网络中去。它能为应用提供一种高可靠性的传感器网络方案,并在远程实时监测与控制中发挥了重要作用。

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