CN208155395U - 一种适用于灌区规则断面渠首取水的计量监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及灌区规则断面的渠道(河道)取水监控计量领域。目的是提供一种适用于灌区规则断面渠首取水的计量监控设施，该设施应具有计量精度高、稳定性强的特点。技术方案是：一种适用于灌区规则断面渠首取水的计量监控装置，其特征在于：该装置包括固定河道岸边的主支架、设置在主支架挑臂上的雷达水位计与若干抓拍摄像机、设置在主支架上部的设备箱、设置在设备箱中的水资源遥测终端与通信单元、向设备箱供电的电源；所述水资源遥测终端分别通过导线连接雷达水位计、抓拍摄像机、通信单元与电源，通信单元通过网络连接服务器。

Description

一种适用于灌区规则断面渠首取水的计量监控装置

技术领域

本实用新型涉及灌区规则断面的渠道(河道)取水监控计量领域，尤其是一种适用于矩形或梯形断面规则渠道(河道)取水的计量监控设施。

背景技术

为进一步提高全国水资源监控能力，水利部启动了国家水资源监控能力建设项目(2016-2018年)(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是二期项目的重点。灌区渠首包括河道、渠道、闸门、堰、涵洞、水电站、泵站等不同取水口类型，其中灌区渠首主要类型为标准断面的渠首或河道。

灌区农业用水量的计量是一项基础而又关键的技术，传统的标准断面量水方法通过在防渗渠道上建设巴歇尔量水槽或U型量水槽等措施，实现明渠输水的测量。传统方法虽然使用简单，但是精度较低、稳定性较差，很难满足国家水资源监控能力建设对灌区农业用水计量精度与稳定性的要求。

因此，我国灌区亟需一种适用于大中型灌区具有规则断面形式的渠首取水计量监控设施，以满足国家水资源监控能力建设对灌区农业用水计量监控精度、稳定性、易维护的总体要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种适用于灌区规则断面渠首取水的计量监控设施，该设施应具有计量精度高、稳定性强的特点。

本实用新型的技术方案是：

一种适用于灌区规则断面渠首取水的计量监控设施，其特征在于：该设施包括固定河道岸边的主支架、设置在主支架挑臂上的雷达水位计与若干抓拍摄像机、设置在主支架上部的设备箱、设置在设备箱中的水资源遥测终端与通信单元、向设备箱供电的电源；所述水资源遥测终端分别通过导线连接雷达水位计、抓拍摄像机、通信单元与电源，通信单元通过网络连接服务器。

所述雷达水位计的探头对准正下方的河道水面；所述抓拍摄像机的数量为两台，一台抓拍摄像机的摄像头对准河道边坡的水尺，另一台摄像机的摄像头对准设备箱。

所述电源包括连接水资源遥测终端的蓄电池以及连接蓄电池的太阳能面板；所述蓄电池设置在设备箱中，太阳能面板通过连接架设置在主支架上。

所述通信单元通过移动通信网络连接服务器。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型主要适用于灌区渠首规则断面的渠道(河道)取水监控，通过实测灌区渠首渠道(河道)的水位，经率定分析或利用经验公式确定流量系数，进而采用水力学公式计算得到灌区从该处渠首的取水水量，解决了直接采用流量监测的成本较高、稳定性相对不足的缺陷，具有原理简单、计量准确的优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统拓扑图。

图2是本实用新型实施例的结构示意图(渠首横截面方向)。

具体实施方式

以下结合附图所示的实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1和图2所示的适用于灌区规则断面渠首取水的计量监控设施，包括主支架1、雷达水位计2、若干抓拍摄像机、水资源遥测终端、通信单元、电源、服务器。

所述主支架设置在河道监测断面的岸边，主支架的安装位置10通过C25钢筋混凝土基础开挖及浇固；所述主支架采用壁厚大于2mm的钢管并且主支架的高度为3-5m(优选为4m)；所述主支架的上部设置挑臂11、设备箱3、连接架4，挑臂延伸至河道上方，连接架设置在设备箱上方。所述挑臂的长度大于2m，并且挑臂与主支架之间还设置斜撑杆12用于增强稳定性以避免发生抖动、晃动。

所述雷达水位计与抓拍摄像机(图中省略)设置在主支架挑臂上，雷达水位计位于河道监测断面的水面9正上方，雷达水位计的探头对准正下方的水面，用于实时监测河道(渠道)水位并通过计算转化获得实时水量，并且雷达水位计应与岸边保持一定的间距，以保证在枯水期最低水位时雷达水位计仍可探测到河道水面，同时雷达水位计还应与河道水面保持一定的高度，以保证涨水期与枯水期的水位均在雷达水位计的量程之内。作为优选，雷达水位计量程控制在0-30m，盲区小于0.5m，精度为+1cm，供电为12VDC，低功耗为MTBF≥25000h。雷达水位计可以采用北京古大GDRD56雷达水位计，但不限于此。

所述两台抓拍摄像机中，其中一台的摄像头对准河道边坡的水尺8，另一台的摄像头对准设备箱，分别拍摄水尺水位及设备箱。对准河道边坡的抓拍摄像机按照设定的时间间隔对现场进行抓拍，图像内容包含水尺水位信息、渠道工况和水情信息。对准设备箱的抓拍摄像机用于抓拍设备箱的安防图片，设备箱箱门开启时抓拍摄像机对设备箱进行拍摄，拍摄结果上传至服务器的监控平台，可以提升设施的安保等级。抓拍摄像机可以采用深圳尚鑫航电子科技有限公司红外串口摄像机，但不限于此。

所述水资源遥测终端、通信单元设置在设备箱中。所述水资源遥测终端(RTU)分别通过导线(图中省略导线)连接雷达水位计、抓拍摄像机、通信单元与电源。所述水资源遥测终端用于水位监测数据的采集、储存，数据采集频率为每15分钟采集1次。作为优选，水资源遥测终端的静态值守功耗≤2mA@12VDC，工作功耗≤10mA@12VDC，在满足正常维护条件下，MTBF≥25000h。水资源遥测终端可以采用厦门四信的F9164水资源监测终端，但不限于此。

所述水资源遥测终端具备数据动态采集传输功能并能与水位监测传感设备(雷达水位计)联动，当数据变化值达到自记阀值(设定值)时，水资源遥测终端将自动采集数据并将数据传输至服务器，提高了数据监测的动态实时性。

所述水资源遥测终端通过通信单元与服务器进行信息传输。所述通信单元通过移动通信网络连接服务器，通信单元支持多种通信方式，如GSM短信、GPRS/CDMA等。

所述电源包括太阳能面板与蓄电池。所述蓄电池设置在设备箱中并且连接水资源遥测终端，太阳能面板连接蓄电池并且通过连接架13固定在主支架上(设备箱上方)。所述蓄电池也可连接市电。在失去外电(市电、太阳能)时由蓄电池进行供电，蓄电池容量至少能保证设备正常工作30天，当外电恢复时由市电或太阳能进行供电，蓄电池则进入充电状态。根据水资源遥测终端和雷达水位计等设备功耗，蓄电池容量至少为65AH，考虑设备功耗和充电所需功耗，太能面板功率至少为60W。作为优选，蓄电池可以采用65AH12V，使用寿命10年以上，配有ABS阻燃材料，可以采用常熟万隆电源研究有限公司的蓄电池，但不限于此。

本实用新型作为布置在现场的检测站，本实用新型的服务器作为布置在远程的中心站，服务器上安装有水资源监控平台、监控平台等相关管理平台。灌溉开始时，通过在取水断面的雷达水位计实时监测渠道内水位，并将监测数据实时上传到服务器，服务器根据设施的水位流量关系换算成实时灌溉水量，抓拍摄像机定期抓取水尺水位数据与雷达水位计监测的相应水位数据进行比对，验证雷达水位计监测水位数据的准确性。

Claims (4)

1.一种适用于灌区规则断面渠首取水的计量监控装置，其特征在于：该装置包括固定河道岸边的主支架(1)、设置在主支架挑臂上的雷达水位计(2)与若干抓拍摄像机、设置在主支架上部的设备箱(3)、设置在设备箱中的水资源遥测终端与通信单元、向设备箱供电的电源；所述水资源遥测终端分别通过导线连接雷达水位计、抓拍摄像机、通信单元与电源，通信单元通过网络连接服务器。

2.根据权利要求1所述的一种适用于灌区规则断面渠首取水的计量监控装置，其特征在于：所述雷达水位计的探头对准正下方的河道水面；所述抓拍摄像机的数量为两台，一台抓拍摄像机的摄像头对准河道边坡的水尺，另一台摄像机的摄像头对准设备箱。

3.根据权利要求2所述的一种适用于灌区规则断面渠首取水的计量监控装置，其特征在于：所述电源包括连接水资源遥测终端的蓄电池以及连接蓄电池的太阳能面板(4)；所述蓄电池设置在设备箱中，太阳能面板通过连接架(13)设置在主支架上。

4.根据权利要求3所述的一种适用于灌区规则断面渠首取水的计量监控装置，其特征在于：所述通信单元通过移动通信网络连接服务器。