水资源监测设备现场安装调试2016

国家水资源监控能力建设项目标准

SZY204-2016

水资源监测设备现场安装调试

On-site installation and commissioning of monitoring equipments for water

resources

2017-04-10发布2017-04-10实施

国家水资源监控能力建设项目办公室发布

目次

目次 ............................................................................................................................................................... II 前言 .............................................................................................................................................................. IV 监测设备现场安装调试. (1)

1范围 (1)

2规范性引用文件 (1)

3术语和定义 (2)

3.1 磁致伸缩式水位计magnetostrictive water level gauge (2)

3.2 互感器instrument transformer (2)

3.3 接地网grounding grid (2)

4自动监测站结构及设备 (2)

4.1 河道（明渠）流量自动测量的方法 (2)

4.2 管道型取水流量自动监测站 (59)

4.3 地下水监测站 (60)

4.4 水质自动监测站 (61)

5通用要求 (62)

5.1 安装调试流程 (62)

5.2 防护 (64)

6监测设备安装调试及技术要求 (65)

6.1 水位传感器设备 (65)

6.2 流量监测设备 (69)

6.3 水质设备 (86)

6.4 遥测终端机设备 (89)

6.5 通信机设备 (90)

6.6 电源 (91)

7自动监测站安装联调及要求 (92)

7.1 传感器及遥测终端机接入联调及要求 (92)

7.2 遥测终端机与通信机联调要求 (93)

7.3 监测站与中心站联调及要求 (93)

7.4 水质监测站安装、联调及要求 (93)

8水资源巡测设备调试及技术要求 (95)

8.1 地下水水位巡测仪器 (95)

8.2 流速流量巡测设备 (97)

8.3 转子式流速仪流速流量巡测装置 (99)

8.4 手持式电波流速仪 (100)

8.5 水质巡测 (102)

9流量、水质比测设备调试及技术要求 (103)

9.1 河道流量比测 (103)

9.2 管道流量比对 (105)

9.3 过闸流量比对 (105)

9.4 泵站机组效率测流比对 (106)

9.5 水质仪表比测 (106)

附录A（资料性附录）监测设备现场安装调试记录表 (109)

附录B (119)

（资料性附录） (119)

监测设备现场安装调试记录表填写标准式样 (119)

修订内容索引表 (129)

前言

为统一水资源管理系统对自动监测站的设备安装和调试工作，提出安装和调试的内容和技术要求，规范水资源管理系统在设备安装和调试的设计、建设，依据各相关国家、行业标准和规范制定本标准。

本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。

本标准由水利部国家水资源监控能力建设项目办公室提出。

本标准由水利部国家水资源监控能力建设项目办公室归口。

本标准主要起草单位：水利部南京水利水文自动化研究所、水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心、水利部水文水资源监控工程技术研究中心。

本标准主要起草人：丁强、姚刚、牛睿平、叶嘉骏、李承、陆伟佳、郑宏。

监测设备现场安装调试

1 范围

本标准规定了水资源管理系统自动监测站结构及设备、自动监测站及监测设备安装调试的通用要求、监测设备的安装与调试方法及技术要求、自动监测站的安装与联调方法及技术要求等。

本标准适用于指导各级水资源监控能力建设项目自动监测站的设备安装和调试。包括各类水源地、行政边界控制断面、地下水开采井等取水排水的水量、水质、水位自动监测站的设备安装调试。由于站点的应用环境和要求的不同，按照本标准安装调试的设备还应针对当地的特定情况，进行特别的防护，例如磁场，雷电、污染等。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 778.1 冷水水表规范

GB/T 778.3 冷水水表试验方法和试验设备

GB 4208 外壳防护等级（IP代码）

GB/T 5080.7 设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案GB/T 8104 流量控制阀试验方法

GB/T 13200 水质浊度的测定

GB/T 13850 交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器

GB/T 15478 压力传感器性能试验方法

GB/T 19704-2005 水文仪器显示与记录

GB/T 19705-2005 水文仪器信号与接口

GB 50057 建筑物防雷设计规范

GB/T 50095 水文基本术语和符号标准

GB 50179 河流流量测验规范

CJ/T 122 超声多普勒流量计

CJ/T 133-2007 IC卡冷水水表

CJ/T 224-2006 电子远传水表

CJ/T 3063 给排水用超声流量计（传播速度差法）

HJ/T 91-2002 地表水和污水监测技术规范

HJ/T 353-2007 水污染源在线监测系统安装技术规范

JB/T 9248 电磁流量计

JJG 0002 超声流量计（传播速度差法多普勒法）部门计量检定规程

SL 20 水工建筑物测流规范

SL 24 堰槽测流规范

SL 61-2015 水文自动测报系统技术规范

SL 183-2005 地下水监测规范

SL 187 水质采样技术规程

SL 219 水环境监测规范

SL/T 243 水位计通用技术条件

SL 337-2006 声学多普勒流量测验规范

SL 427-2008 水资源监控管理系统数据传输规约

SL 426-2008 水资源监控设备基本技术条件

ISO 8368 明渠建筑物测流——建筑物选择指南

水资源监控能力建设项目中应用的水资源监控设备除应符合本标准规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

3 术语和定义

3.1 磁致伸缩式水位计 magnetostrictive water level gauge

磁致伸缩式水位计主要由电子仓、测杆和套在测杆上非接触的磁性浮球组成。磁致伸缩线装在测杆内。

3.2 互感器 instrument transformer

电流互感器和电压互感器的统称。将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护系统。

3.3 接地网 grounding grid

由垂直和水平接地地极体组成，具有泄流和均压作用的较大型的水平网状接地装置。

4 自动监测站结构及设备

4.1 河道（明渠）流量自动测量的方法

4.1.1 超声波时差法

a)超声波时差法监测站结构见图1。遥测终端机可用电脑代之。

b)超声波时差法监测站设备见表1。

表1 自动监测站设备表

注：

1、根据通信条件和要求，通信设备可以是移动DTU，卫星小站，超短波电台等。

2、根据现场条件和要求，电源设备可以是太阳能电池，交流电等。

3、根据现场条件和要求，水位计可以是浮子水位计，雷达水位计，超声波水位计，压力水位计，激光水位计，磁致伸缩水位计等。

4、避雷设备是指电源避雷，信号避雷和天线避雷设备。

4

4.1.2 水平式声学多普勒流速剖面仪

a)水平式声学多普勒流速仪监测站结构见图2。遥测终端机可用电脑代之。

图2 水平式声学多普勒流速仪监测站结构图

b)水平式声学多普勒流速仪监测站设备见表1。

4.1.3 座底式声学多普勒明渠流量计

a)座底式声学多普勒明渠流量计监测站结构见图3。遥测终端机可用电脑代之。

图3 座底式声学多普勒明渠流量计监测站结构图4.1.4 水位—流量关系

a)水位监测站结构见图4。

图4 水位监测站结构图

b)水位监测站设备见表1。可参照水位监测断面的地形以及观测设施等条件，配置适宜的水位传

感器。

4.1.5 水工建筑物测流法

a)过闸流量测流监测站结构见图5。遥测终端机可使用电脑或PLC代之。

图5 过闸流量测流法监测站结构图

b)过闸流量测流监测站设备见表1。

c)采用标准的堰槽进行测流时，应遵守《堰槽测流规范》（SL24-91）。

4.2 管道型取水流量自动监测站

4.2.1 管道型取水流量自动测流的方法

4.2.1.1 电子远传冷水水表

电子远传冷水表测流法监测站设备见表1。

4.2.1.2 电磁管道流量计

电磁管道流量计测流监测站设备见表1。

4.2.1.3 超声波管道流量计

超声波管道流量计测流监测站设备见表1。

4.2.1.4 特性曲线推算流量

a)采集泵站机组运行功率和进出水口水位，利用泵站机组特性曲线推算流量。进出口水位采集设

备配置与水位监测配置相同。机组特性曲线推流监测站设备见表1。

b)采集阀门开度，利用阀门流量特性曲线推算流量。阀门特性曲线推流监测站设备见表1。

4.2.2 管道流量自动监测站结构

管道流量自动监测站结构见图6。

图6 管道流量自动监测站结构图

4.3 地下水监测站

a)地下水自动监测站结构图见图7。

b)地下水自动监测站设备表见表1中水位监测站设备。

图7 地下水自动监测站结构图

4.4 水质自动监测站

解决水质参数自动监测而建设的水质站，实现水质参数的自动采样、处理、存储、显示、传输、远程监控。监测参数包括常规5参数（水温、pH值、溶解氧、电导率、浊度）和总磷、氨氮、总氮、COD 等。水质自动监测站监测的参数为常规5项或常规5项与后4项水质参数的任意组合，或者根据当地特定污染源类型及分布情况采用常规5项与其它主要污染项目的组合。

水质自动监测站基本配置见表2。

表2 水质自动监测站基本配置表

表2 水质自动监测站基本配置表（续）

图8 水质自动监测站结构图

5 通用要求

5.1 安装调试流程

5.1.1 安装调试之前

a)应检查和熟悉下列资料和设备：

1)集成商提供设备到货检验资料；

2)制造厂提供的产品说明书、试验记录、合格证等质量证明资料及安装图纸文件；

3)集成商提供的设备、备品、备件、专用工具及其测量仪器清单。

b)应检查下列安装条件：

1)所有安装的设备都应该是经检验满足设计要求的合格产品；

2)安装前和安装中要按照设计检查是否符合设计要求。监测站设备安装环境应满足《监测设

备技术要求》，不符合时应该采取相应措施满足要求；

3)电缆应有20%的电气冗余，线数也宜有适当的冗余，满足设计要求；

4)光缆纤数宜有适当的冗余，满足设计要求；

5)接入终端的传感器，其传输距离应在该传感器信号输出的有效距离之内，留有的冗余应满

足设计要求；

6)监测站通信设备天线安放的室内或室外位置，应根据采用通信方式的技术要求安装。通信

信道正常；

7)接地电阻符合设计要求，接地端按照设计要求引到所需地方。

c)按照中心站使用说明书要求安装调试中心站采集服务器：

1)安装中心站接收处理软件；安装调试；

2)将通信设备接上采集服务器；

3)打开采集服务器和通信设备电源，运行数据的接收和监测站设置等功能；

4)中心站采集服务器处于运行状态，配合监测站的安装调试，参加系统的联调。

d)在极端高低温环境长期运行的设备：

1)在天气炎热条件下运行的监测设备应增加防止阳光直射装置，保持设备通风，以降温达到

设备正常运行条件；

2)在严寒天气条件下，应选用以下措施，保证监测设备的正常运行：选用工业级及以上元器

件组装设备，保证生产的设备可以在严寒条件下运行工作；将设备安装在室内，保证室内

温度适合设备的运行条件；在设备关键部位增加发热装置，加强设备保温功能，使之局部

温度达到设备运行的温度条件;

3)以上设备的要求应在设计制作时完成，安装调试时按照设计要求安装到位，并检查是否运

行正常。

5.1.2 安装调试之中

a)应按照设计要求施工，按照设备使用说明书要求安装和调试，施工质量要符合以下要求：

1)零部件应齐全、清洁、完好；

2)接线端，接插件及连接部位应光洁、无锈蚀；

3)支架及接地应牢固、无锈蚀和损伤；

4)监测站设备和线缆都应有明显的标识；

5)不同回路，不同电压等级和交流电与直流电的电线，不应穿在同一护管内，管内不可有接

头，接线处应用接线盒；

6)电缆转弯处的最小允许弯曲半径不小于10倍的电缆外径；电缆出入电缆沟、竖井、建筑

物、柜（盘）、台等通道口处应做密封处理；

7)光缆尽可能利用电缆沟敷设，弯曲半径必须大于允许的最大角度，埋设的光缆均采用钢管

保护。用铠装光缆可不用穿钢管；

8)光缆的接头位置应避开繁忙路口或有碍于人们工作和生活处，光缆的接头位置宜安排在地

势平坦和地基稳固地带；

9)光缆采用机械牵引时，牵引力应用拉力计监视，不得大于规定值。光缆最大牵引速度为

15m/min，并保持恒定。光缆出盘处要保持松弛的弧度，并留有缓冲的余量，避免出现背

扣、扭转或小圈。保证光缆外护套不受损伤，密封性能良好；

10)光缆全部敷设完毕后，方可进行光缆的熔接，光缆的熔接需采用专业设备由专业人员完成；

11)自动监测站的传感器与终端通信及终端与中心站通信的数据传输规约应该符合

SL427-2008规定。

b)设备的调试工作在设备的安装中或结束后进行。调试工作应该按照使用说明书和相关标准的要

求安装和调试：

1)安装调试工作一般有单个设备的安装调试，传感设备与遥测终端机之间的调试，遥测终端

机与通信设备之间的调试，监测站与中心站之间的调试。相关的安装调试可参见本标准有

关章节；

2)安装者安装调试中应对设备的安装和调试做详细的记录，记录内容有监测站位置坐标，安

装的设备清单、厂家和型号、监测站主要的参数配置情况、监测站场景照片等。安装调试

记录表参见附录A、附录B。

5.1.3 安装调试完成

a)应对照设计要求和设备使用说明书对安装和调试结果进行检查：

1)电缆敷设应无绞拧、铠装压扁、护管断裂和表面严重划伤等缺陷；

2)电缆进入屏柜、终端机等时应预留满足使用要求的长度，电缆接线、电缆头成端应符合规

范要求，首末端应设标示；

3)电缆绝缘阻值不低于0.5M?；

4)光缆熔接时需测试熔接点的损耗，整个光路熔接完成后需测试整条光路的损耗，光纤连接

损耗不大于0.3dB。经测试合格后方可投入使用，同时做好熔接点的保护和光缆的标识保

护工作；

5)所有现场标识和设计图纸上应完全对应；

6)所有安装调试结果应该符合设计要求和相关标准的要求；

7)调试的结果应符合设计指标，如果有问题应查出问题并排除之。

b)安装调试结束后，安装者、设计方应提供下列资料：

1)安装者应提交各监测站安装设备清单及软件版本；

2)安装者应提交安装设备安装记录，记录内容有每个设备及联调的调试内容，调试方法及过

程，调试后的技术指标等；

3)设计方和建设方应提供设计变更及修改等资料及修改完善后的竣工图纸和使用说明书；

4)应拍摄有关现场和设备照片存档。这些现场主要包括传感器安装现场，监控设备安装现场，

被测控对象现场，监测户，测站土建，防雷现场等。数码照片不低于400万像素彩色，包

含所摄对象的近景，中景，全景照片。设备主要有传感器，监控设备，视频设备等。照片

的分辨率应能保证清晰和全面地显示所摄对象。

c)以上内容为基础，提交系统安装调试报告。

5.2 防护

监测站的防护应满足设计要求，安装时要检查以下防护内容是否完整，应在安装调试时保证落实。

5.2.1 防雷

5.2.1.1 电源防雷

监测站如采用交流电供电时，在电源线上应加电源防雷器和隔离变压器。电源防雷器应可靠接地。接地电阻应不大于5?。

5.2.1.2 信号防雷

为保证传感器信号电缆不受雷电影响，所有传感器至监测终端的信号电缆一律采用穿管地下埋设，电缆护管用DN15镀锌钢管铺设（一端接地），利用法拉第屏蔽效应将传感器数据电缆受雷电的影响降低到最小。此外在传感器信号接入端加信号避雷器，信号避雷器应可靠接地。接地电阻应不大于5?。

5.2.1.3 天线防雷

超短波天线在室外高处，天线应在避雷针的保护角内，同时天线电缆应配备同轴避雷器加以保护。避雷针和同轴避雷器应可靠接地。接地电阻应小于10?。

5.2.2 防腐

a)在沿海和化工厂附近的监测站设备要注意防止腐蚀物质的侵蚀，尽量远离腐蚀源。

b)设备机箱材料和设计要符合防腐蚀的指标，端口采用密封插件。

c)接线要有保护和密封措施，裸露的焊接点应采用套管密封或涂抹防腐密封脂。

5.2.3 安全防护措施

a)监测站的设计、安装要注意防破坏，这里的破坏是指小动物的侵入，人员的非法进入。应因地

制宜，加强设备设施的安全防护措。

b)对于防止小动物的侵入，站房、设备和机箱要做好密封，端口采用密封插件，无法做到密封的

设备，要定期清扫，防止影响设备的正常工作。

c)对于防止人员的非法进入，监测站或设备机箱要设置防止非法进入功能，当检测到有非法进入

时，可发出告警。

6 监测设备安装调试及技术要求

由于监测站所用的设备有多种品种和类别，其工作原理和安装调试的方法及要求也不完全相同，无法穷尽。本标准以其典型设备的安装调试提出样板和要求。实际安装调试时应按照各设备使用说明书和相关标准，参照以下步骤及要求。

6.1 水位传感器设备

6.1.1 浮子式水位计

6.1.1.1 安装位置

浮子式水位计应安装在水位测井内。

6.1.1.2 安装内容

浮子式水位计安装内容为轴角编码器和浮子感测部分（包括浮子、平衡锤、悬索及水位轮等）。

6.1.1.3 安装步骤

a)以测井中心为基准参考点，将水位计底板放在工作平台上。

b)将悬索与平衡锤固定或锁紧，慢慢将平衡锤放至井底。

c)悬索另一端绕于水位轮，留长1m～1.5m ，剪断后与浮子固定或锁紧。

d)将浮子慢慢沉放入测井，直至接触水面为止。

e)将悬索挂于水位轮上直至平衡。

f)调节水位计底板使浮子、平衡锤与测井内壁应保持不小于3cm的距离。

g)如浮子、平衡锤、悬索及水位轮一切正常，可紧固水位轮及水位计底板。

h)校对水位时，将悬索提起，使之稍微离开水位轮，用手缓慢拨转水位轮，直至与水尺水位相符，

再将悬索放回水位论。

6.1.1.4 调试步骤及要求

a)将信号传输电缆一端接水位传感器；另一端接遥测终端机。

b)检查遥测终端机所采集数据是否和浮子式水位计机械或电显示数据一致。

c)顺时针和逆时针多次转动水位轮，模拟水位计输出不同的水位数据，在全量程的高、中、低位

逐一检查遥测终端机每次所采集数据是否和水位计机械或电显示数据一致。

d)以上检测数据准确无误后将水位轮拨转至与水位尺水位相符的位置。

6.1.2 压力式水位计

6.1.2.1 安装位置

投入式压力式水位计传感器或气泡式压力水位计压力气管出气口应安装并固定在最低水位处，其引线（压力气管）应也固定，有条件的可用金属管或塑料保。

6.1.2.2 安装内容

投入式压力水位计安装内容为传感器探头、数据传输线缆等。气泡式压力水位计安装内容为压力气管。

6.1.2.3 安装步骤

投入式水位计：

a)检查水位计探头及数据传输电缆外观有无破损；

b)采用悬吊的方式将压力式水位计探头及数据传输线缆放入水位测井或相应测量容器的底部；

c)在水位测井或测量容器的顶部将数据传输电缆固定；

d)敷设数据传输线缆，用钢管保护，妥善接地，接入相关现地单元；

e)压力水位计通气管要固定，不能扭曲和变形，防水防尘，保持畅通。

气泡式水位计：

a) 检查气泡式水位计气管外观有无破损及变形；

b)旋开带有过滤网接头的并帽并套在通气管上，并帽上带有螺纹的一端朝向通气管的端口，将

通气管的一端插在接头的锥管孔内，并用双板手将通气管的端口和并帽旋紧，然后将PVC管

或镀锌自来水管套在通气管上加以保护，将出气端放在死水位以下的位置固定且顺流，敷设

保护管（内有气管）到相关现地单元位置，敷设时应注意不要损坏或扭绞气管，气管的任何

地方都不能有成直角的急剧弯曲；

c)将气泡式水位计的通气管接入传感器气路端口，出气口与水流保持垂直。

6.1.2.4 调试步骤及要求

投入式水位计：

a)将压力式水位计的数据传输线缆接入采集单元；

b)检查压力式水位计的零点数据输出（压力探头未放入水中数据输出）；

c)将压力式水位计放到安装点，人工测得水位数据减去此时压力水位计数据，得到水位基数。此

时测得稳定的水位数据与加上水位基数，应该是当前水位值；

d)将压力式水位计的探头提起一定距离，待测量数据稳定后，此时检测的数据应该是原数据减去

提起的距离，检查数据是否与输出数据值一致；

e)用以上方法测量压力探头在不同水位高度的数据输出是否与人工测量值一致。

气泡式水位计：

a) 将气泡式水位计的数据传输线缆接入遥测终端机；

b)在各连接点表面上涂上肥皂沫，启动气泡式水位计的检漏功能，检查各节点是否有冒泡现象，

如有则将该接点处拧紧后再试，直至检查结束；

c)通过遥测终端机所测数据与水位进行比测。测试方法同投入式水位计。

6.1.3 气介超声波水位计

6.1.3.1 安装位置

气介超声波水位计应垂直安装在待测水面之上。从超声波水位计探头到水面之间的周边，保证探头的发射角内不能有障碍物。

6.1.3.2 安装内容

气介超声波水位计探头（含温度补偿器）、安装支架、数据线缆等。

6.1.3.3 安装步骤

a)连接好气介超声波水位计端的数据传输线缆，并按要求将其密封好，以防雨水进入仪器电器部

分。将连接好的线缆穿入悬臂钢管内部以起到保护的作用。

b)将气介超声波水位计探头使用安装法兰在悬臂前端固定牢靠，将安装好气介超声波水位计探头

的悬臂伸到观测水面位置并固定。

c)将数据线缆另一端接入遥测终端机。

d)安装支架侧臂与安装支架之间要有支撑杆，要求侧臂与支撑杆能够旋转、放下，便于检修。

6.1.3.4 调试步骤及要求

a)将气介超声波水位计上电，待测量稳定后，人工测量水面到气介超声波水位计探头的距离，检

查人工测量值是否与输出数据值一致。

b)改变气介超声波水位计探头到待测水面的高度，用以上方法测量探头在不同水位的上方高度数

据输出应与人工测量值一致。之后，按照操作手册将数据值设置为水位值。

6.1.4 雷达式水位计

6.1.4.1 安装位置

雷达水位计应垂直安装在待测水面之上。从雷达水位计探头到水面之间的周边，保证探头的发射角内不能有障碍物。

6.1.4.2 安装内容

雷达水位计探头、安装支架、数据线缆等。

6.1.4.3 安装步骤

a)连接好雷达水位计端的数据传输线缆，并按要求将其密封好，以防雨水进入仪器电器部分。将

连接好的线缆穿入悬臂钢管内部以起到保护的作用。

b)将雷达水位计探头使用安装法兰在悬臂前端固定牢靠，将安装好雷达水位计探头的悬臂伸到观

测水面位置并固定。

c)将数据线缆另一端接入遥测终端机。

d)安装支架侧臂与安装支架之间要有支撑杆，要求侧臂与支撑杆能够旋转、放下，便于检修。