一．引文

防洪防汛監(jiān)測設(shè)備是構(gòu)建智慧防汛體系的核心硬件支撐，其通過對雨情、水情、工情等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時采集與傳輸，為洪澇災(zāi)害預(yù)警、應(yīng)急調(diào)度及工程防護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。該類設(shè)備融合多傳感技術(shù)、無線通信技術(shù)與數(shù)據(jù)處理技術(shù)，在復(fù)雜自然環(huán)境中保持穩(wěn)定運(yùn)行，為防汛減災(zāi)工作筑牢技術(shù)防線。

二．工作原理

防洪防汛監(jiān)測設(shè)備的工作原理以多源數(shù)據(jù)協(xié)同感知為核心，水文監(jiān)測領(lǐng)域的技術(shù)人員通過整合雨量傳感、水位傳感、流速傳感及圖像傳感技術(shù)構(gòu)建全域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。雨量監(jiān)測采用翻斗式與壓電式雙模傳感方案，翻斗式傳感器通過雨水沖擊翻斗翻轉(zhuǎn)的次數(shù)換算降雨量，壓電式傳感器則以雨滴沖擊產(chǎn)生的壓力信號計算降雨強(qiáng)度，兩種技術(shù)相互校驗(yàn)使數(shù)據(jù)誤差控制在3%以內(nèi)。水位與流速監(jiān)測采用雷達(dá)多普勒與超聲波復(fù)合技術(shù)，雷達(dá)傳感器發(fā)射高頻電磁波捕捉水體表面的流速與水位變化，多普勒超聲波傳感器則對水下流速進(jìn)行精準(zhǔn)探測。

三．核心技術(shù)參數(shù)

設(shè)備核心參數(shù)圍繞測量精度、環(huán)境適應(yīng)性與通信能力三大維度進(jìn)行設(shè)計。雨量測量范圍覆蓋0-4mm/min的降雨強(qiáng)度，分辨率達(dá)到0.1mm可精準(zhǔn)捕捉小雨量級的變化。水位測量精度控制在±1cm，測量范圍拓展至0-40m滿足江河、湖泊、水庫等不同場景的監(jiān)測需求。流速測量精度為±0. 01m/ s; ±1%，可覆蓋0.1-40m/s的寬流速區(qū)間。設(shè)備工作溫度范圍達(dá)到-30℃至60℃，濕度適應(yīng)性覆蓋0-95%RH無凝結(jié)，防護(hù)等級達(dá)到IP68標(biāo)準(zhǔn)，合金材質(zhì)外殼配合灌膠密封工藝，可抵御暴雨、洪水、雷電等極端天氣的侵蝕。通信模塊支持4G、北斗等多種傳輸方式，在無公網(wǎng)信號的偏遠(yuǎn)區(qū)域，北斗短報文技術(shù)可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的雙向傳輸，通信時延控制在10秒以內(nèi)滿足實(shí)時監(jiān)測需求。電源系統(tǒng)采用太陽能供電與蓄電池儲能相結(jié)合的方案，太陽能電池板功率達(dá)到40W，蓄電池容量為38Ah，在無光照條件下可連續(xù)工作15天以上，同時支持低功耗休眠模式，進(jìn)一步延長續(xù)航時間。

四．技術(shù)優(yōu)勢

防洪防汛監(jiān)測設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢在實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中得到充分彰顯。技術(shù)人員采用模塊化設(shè)計賦予設(shè)備靈活的擴(kuò)展能力，單臺采集儀可同時對接多路傳感器，實(shí)現(xiàn)雨情、水情、工情數(shù)據(jù)的同步采集與融合分析。設(shè)備安裝采用免開挖、易拆裝的設(shè)計方案，搭配專用支架可在堤防、岸坡、閘站等場景快速部署，無需破壞原有工程結(jié)構(gòu)，大幅縮短安裝周期。數(shù)據(jù)存儲采用本地存儲與云端備份雙備份機(jī)制，設(shè)備內(nèi)置16GB大容量存儲芯片，可存儲3個月以上的監(jiān)測數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后自動同步至云端平臺，確保數(shù)據(jù)不丟失。遠(yuǎn)程運(yùn)維功能支持參數(shù)配置、固件升級及故障診斷的遠(yuǎn)程操作，技術(shù)人員無需抵達(dá)現(xiàn)場即可完成設(shè)備調(diào)試，降低運(yùn)維成本。此外設(shè)備搭載的防雷擊、防浪涌保護(hù)電路，可有效抵御強(qiáng)電磁干擾，保障設(shè)備在雷雨天氣的穩(wěn)定運(yùn)行。

五．應(yīng)用場景

在實(shí)際應(yīng)用中，該類設(shè)備已廣泛覆蓋江河湖泊、水庫閘壩、城市內(nèi)澇點(diǎn)等多個防汛關(guān)鍵區(qū)域。

1.江河干堤的監(jiān)測中，每隔500m布設(shè)的監(jiān)測點(diǎn)可形成連續(xù)的監(jiān)測帶，實(shí)時反饋堤防水位、滲流壓力等數(shù)據(jù)，為堤防安全評估提供依據(jù)。

2.在水庫監(jiān)測中，設(shè)備對庫水位、入庫流量、出庫流量進(jìn)行全天候監(jiān)測，配合閘門自動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)洪水的科學(xué)調(diào)度。

3.在城市內(nèi)澇監(jiān)測中，設(shè)備被布設(shè)于下穿隧道、低洼路段、排水管網(wǎng)出口等區(qū)域，實(shí)時監(jiān)測積水深度與流速，當(dāng)數(shù)據(jù)超過預(yù)警閾值時，系統(tǒng)自動向防汛指揮部門發(fā)送預(yù)警信息，同時聯(lián)動交通信號燈、排水泵站等設(shè)施啟動應(yīng)急響應(yīng)。

4.在山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)，設(shè)備依托北斗短報文通信技術(shù)，可在無公網(wǎng)覆蓋的山區(qū)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，為山洪災(zāi)害的提前預(yù)警爭取時間。

5.此外在水利工程運(yùn)維中，設(shè)備的圖像監(jiān)測功能可對閘壩啟閉狀態(tài)、堤防沉降變形進(jìn)行實(shí)時跟蹤，為工程安全運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐。

六．總結(jié)

防洪防汛監(jiān)測設(shè)備通過技術(shù)創(chuàng)新突破了傳統(tǒng)防汛監(jiān)測的局限性，其精準(zhǔn)的測量性能、穩(wěn)定的運(yùn)行表現(xiàn)與廣泛的適配能力，為防汛減災(zāi)工作從被動應(yīng)對向主動防御轉(zhuǎn)型提供了有力支撐。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的深度融合，該類設(shè)備將在洪水精準(zhǔn)預(yù)警、工程智能防護(hù)、應(yīng)急科學(xué)調(diào)度等方面發(fā)揮更大價值，為保障人民群眾生命財產(chǎn)安全筑牢堅(jiān)實(shí)的技術(shù)屏障。