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国家水资源监控能力建设项目灌区渠首取水在线监测技术指南.pdf

发布时间：2022-06-18 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：4.74M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    概述
    灌区渠首取水在线监测系统总体要求
    灌区渠首在线测流典型方法
    渠首测流站勘测设计与选型
    渠首取水在线监测站建设质量管理要求
    流量精度检验方法
    国家水资源监控能力建设项目 灌区渠首取水在线监测技术指南 （试行版） 水利部国家水资源监控能力建设项目办公室 2017 年 5 月
    目 录 3.1 2.1 2.2 1.1 1.2 1.3 1 概述.............................................................................................................................................1 编制说明.....................................................................................................................1 适用范围.....................................................................................................................1 引用标准.....................................................................................................................1 2 灌区渠首取水在线监测系统总体要求.................................................................................... 3 流量测验精度要求.................................................................................................... 3 总体技术要求............................................................................................................ 3 2.2.1 系统结构............................................................................................................ 3 2.2.2 信息传输............................................................................................................ 3 2.2.3 监测站设置........................................................................................................ 4 2.2.4 监测站典型结构与设备配置............................................................................ 4 2.2.5 监测站集成........................................................................................................ 5 2.2.6 监测站功能........................................................................................................ 6 3 灌区渠首在线测流典型方法.................................................................................................... 8 声学法测流.................................................................................................................8 3.1.1 超声波时差法.................................................................................................... 8 3.1.2 多普勒流速仪（ADCP）法...............................................................................9 3.1.3 应用要点.......................................................................................................... 10 水工建筑物法.......................................................................................................... 15 3.2.1 闸门、涵洞...................................................................................................... 15 3.2.2 水电站、泵站测流.......................................................................................... 15 3.2.3 应用要求.......................................................................................................... 16 堰槽测流法.............................................................................................................. 20 3.3.1 量水堰.............................................................................................................. 20 3.3.2 测流槽.............................................................................................................. 27 有压管道测流.......................................................................................................... 31 3.4.1 电磁流量计...................................................................................................... 31 3.4.2 超声流量计...................................................................................................... 31 3.4.3 传感器选型考虑因素...................................................................................... 32 3.4.4 安装注意事项.................................................................................................. 33 其他测流方法.......................................................................................................... 33 3.5.1 比降面积法...................................................................................................... 33 3.5.2 雷达表面流速测流法...................................................................................... 34 水位计、闸位计选型与安装.................................................................................. 35 3.6.1 水位计、闸位计选型...................................................................................... 35 3.6.2 水位计安装位置与方法选择..........................................................................40 3.6.3 水位计安装要求.............................................................................................. 41 3.6.4 闸位计安装方法.............................................................................................. 42 4 渠首测流站勘测设计与选型.................................................................................................. 43 灌区渠首取水口主要类型...................................................................................... 43 3.5 3.6 3.2 3.3 3.4 4.1 I
    4.2 4.3 4.4 4.5 5.1 6.1 6.2 5.2 5.3 5.4 5.5 设计准备...................................................................................................................43 现场勘测...................................................................................................................44 测流方案比选.......................................................................................................... 44 技术设计书编制要求.............................................................................................. 47 4.5.1 初步设计编制要求.......................................................................................... 47 4.5.2 施工设计编制要求.......................................................................................... 48 5 渠首取水在线监测站建设质量管理要求.............................................................................. 49 项目前期质量管理要点.......................................................................................... 49 5.1.1 设计阶段.......................................................................................................... 49 5.1.2 合同签署后、开工前阶段.............................................................................. 49 5.1.3 安装调试阶段工作.......................................................................................... 49 试运行考核.............................................................................................................. 50 系统验收工作.......................................................................................................... 50 缺陷责任期检验...................................................................................................... 51 系统运行维护管理.................................................................................................. 51 6 流量精度检验方法...................................................................................................................52 管道测流...................................................................................................................52 河（渠）道测流...................................................................................................... 52 6.2.1 流量系数率定检验.......................................................................................... 52 6.2.2 流量推算和测验不确定度估算......................................................................53 附录 A:现场勘察表......................................................................................................................... 54 A.1 灌区基本情况调查表............................................................................................................ 55 A.2 河（渠）道断面断面流量监测站现场勘察表....................................................................57 A.3 水工建筑物流量监测站现场勘察表.................................................................................... 58 A.4 水工建筑物测流设施及有关水文测验情况登记表............................................................59 A.5 水电站（泵站）流量监测站现场勘察表............................................................................ 60 A.6 水电（电力抽水）站基本情况表........................................................................................ 61 A.7 管道流量监测站现场勘察表................................................................................................ 62 A.8 隧、涵洞（管）、水库输水洞工程情况表.......................................................................... 62 A.9 明渠堰槽流量监测站现场勘察表........................................................................................ 64 附录 B:现场安装质量检查记录表................................................................................................. 65 B.1 系统安装质量检查项目及方法............................................................................................ 65 B.2 系统安装质量检查表.............................................................................................................67 附录 C:设计示例............................................................................................................................. 69 C.1 漳河灌区量测流设计示例.................................................................................................... 70 C.2 江苏与山东交水断面——骆马湖控制断面测流设计........................................................74 C.3 江苏苏北灌溉总渠苏咀站断面测流率定示例....................................................................79 C.4 江苏段扬州-淮安市界测流断面选择示例...........................................................................90 II
    1 概述 1.1编制说明 在全国范围内开展国家水资源监控能力建设项目（2012-2014 年）（以下简称 “一期项目”）基础上，为进一步提高全国水资源监控能力，2016 年 5 月，水利 部启动国家水资源监控能力建设项目（2016-2018 年）（以下简称“二期项目”）， 进一步提高三大监控体系中农业用水监控比例，着重开展重点中型以上灌区渠首 取水在线监测工作。 二期项目建设目标是针对设计灌溉面积 5 万亩以上灌区渠首取水全部实现 在线监测，设计灌溉面积 1 万亩至 5 万亩一般中型灌区渠首取水实现在线监测或 规范计量。 本指南针对二期项目中灌区渠首流量监测站的建设，重点在测流方案与测流 断面的选择、测站设备配置与仪器选型、测流精度控制与质量管理等方面给出相 应的技术指导，规范灌区渠首取水在线监测站技术方案遴选及建设管理过程。 1.2适用范围 适用于灌区渠首的河道、渠道、闸门、堰、涵洞、水电站、泵站等不同取水 口类型的流量监测站的建设。 1.3引用标准 《 国 家 水资 源 监 控 能 力建 设 项 目 实 施 方案 （2016~2018 年 ）》（ 水 财 务 [2016]168 号） GB/T 50138－2010 水位观测标准 GB 50179-2015 河流流量测验规范 SL 61－2003 水文自动测报系统技术规范 SL 337－2006 声学多普勒流量测验规范 SL 365－2015 水资源水量监测技术导则 SL 384－2007 水位观测平台技术标准 SL 537－2011 水工建筑物与堰槽测流规范 SZY 202－2016 水资源监测站点建设技术导则 1
    SZY 203－2016 水资源监测设备技术要求 SZY 204－2016 监测设备现场安装调试 SZY 205－2016 水资源监测设备质量检验 SZY 206－2016 水资源监测数据传输规约 2
    2 灌区渠首取水在线监测系统总体要求 2.1流量测验精度要求 参照 GB 50179-2015《河流流量测验规范》的规定，灌区渠首取水流量在线 监测精度不得低于下列要求： 精度等级 误差范围 适用范围 一类精度 二类精度 三类精度 <9% <10% <12% 2.2总体技术要求 2.2.1 系统结构 ≥30 万亩的大型灌区渠首测流 5~30 万亩的重点中型灌区渠首测流 1~5 万亩中型灌区渠首测流 水资源信息采集系统结构由水利部水资源监控管理平台、流域机构与省中心 以及测站组成。系统结构图如图 1 所示： 2.2.2 信息传输 图 1 信息采集系统结构图 1) 信息传输路由 数据信息传输由各自动监测站传送至所属的流域机构及省中心，再由各流 域机构及省中心汇聚至水利部水资源监控管理平台。 3
    2) 通信方式 自动监测站与各流域与省信息采集中心的信息传输优先采用无线公共通讯 （GPRS/CDMA/3G/4G等）网。无线公共通讯网不能覆盖的地区或有特殊要求的 站点可选用北斗卫星、超短波等其他通讯方式。 3) 信息采集与传输频度 信息采集设备应具备对水位、流量参数最高采集频度为5分钟自动采集1次， 应根据需求选择采集频度；测站向中心站发送数据的时间间隔应根据调度和管理 需求选择1或24小时，设备故障与参数预警信息应实时上报。 4) 通信规约 国家水资源监测站点建设选用的仪器设备应满足SZY203－2016和各级项目 办设计文件及合同要求。其数据采集传输规约应符合SZY206-2016的全部功能项 要求，数据采集传输终端设备应执行SZY205－2016等文件规定。 2.2.3 监测站设置 各省对灌区渠首取水在线监测站的站点布设应根据二期项目对取用水监测 控制能力的具体目标进行统筹安排： （1） 大型灌区（设计灌溉面积≥30 万亩）渠首自动监测站点的设置应保证 对取水量监控能力达到 100%； （2） 重点中型灌区（设计灌溉面积≥5 万亩）渠首自动监测站点的设置应 保证对取水量监控能力达到 90%以上，其中通过水库的堰、涵、引水洞、水电站 引水，及通过泵站提水灌溉的站点，取水量监控能力优先实现全覆盖； （3） 具有多取水口的灌区，对水量取用占比小、引水频次低的取水口可 采用人工观测的方式，在线监测的取水量监控能力应达到 85%以上； （4） 对水系关系复杂的灌区，应着重调查分析水量引用关系，合理设立 监测站，避免漏测或重复测（计）量； （5） 灌区内如有非农代供关系的其它规模以上（年取水量 100 万 m3 以上 公共取用水户、年取水量 50 万 m3 以上独立工业用水户）用水户类型，应设立监 测站，单独监测分水量。 2.2.4 监测站典型结构与设备配置 （1） 监测站典型结构 监测站根据不同的测流方法配置测站设备，主要由传感器（水位计、流量计、 4
    闸位计、功率计等）、RTU、电源和通信单元组成，监测站拓扑结构见图 2 所示： 图 2 监测站拓扑结构图 （2） 监测站设备及配套设施配置 监测站设备及配套设施应根据各站设计进行统计，为项目工程量清单的编制 提供依据，参见表 1。 表 1 监测站设备及配套设施统计表 设备配置 测流装置与传感器 流量计/ 功率计 水/闸 位计 堰 槽 R T U 太阳能 电池板 或市电 充电 控制 器 蓄 电 池 通信 单元 室外 机箱 备注 辅 助 设 施 序 号 站名 1 监测站 1 2 监测站 2 … … 合计 1) 辅助设施包括仪器安装支架、站房、测井、水尺、接地以及线路敷设等 基础设施建设内容； 2) 测流方法需要现场率定/比测的站点，应在备注栏中列出要求和费用； 3) 每个站点蓄电池容量应根据传感器类型与数量、RTU 报信方式（自报、 召测）、通讯单元等功耗详细计算后配置，蓄电池容量至少能保证在失去外电（太 阳能、市电）时正常工作 30 天； 4) 电源优先选用自配太阳能电源，在测站采用的设备功耗较大时方可考虑 采用市电； 5) 具有特殊安保要求的站点可增加视频监视设备。 2.2.5 监测站集成 （1） 对拥有多处取水口的取水用户，如监测点集中，可将多台传感器（不 5
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