一、方案介绍
本方案针对河道、水库、湖泊、闸站、排水渠、城市内涝点等场景，构建基于雷达水位计的高精度水位自动监测系统。系统采用非接触式雷达测距技术，实时监测水体水位变化，并通过符合HJ 212国家环境保护通信协议的数据采集主机实现数据上报与远程联控。方案支持太阳能供电、4G无线通信，可实现全天候、无人值守的连续监测，广泛应用于生态环保、水利管理、城市水务等领域。
二、监测目标
实时采集河流、湖泊、水库等地表水体的水位变化数据；
自动记录并上传水位数据，满足环保部门对水体水位变化的监控要求；
符合HJ 212协议，实现与环保平台的无缝对接；
提供水文分析、超限报警及趋势预警功能；
为防洪预警、水资源调度及生态监管提供数据支撑。
三、需求分析
水体水位是衡量洪涝、干旱、水资源调度及环境管理的重要参数。传统人工观测存在周期长、误差大、效率低等问题。通过雷达非接触式测距，结合自动数据采集与无线传输技术，可实现高精度、自动化、网络化的智能水位监测，特别适用于受限空间、腐蚀环境及长期无人值守场景。
四、监测方法
雷达水位计安装于桥梁、堤坝或观测平台上方，发射高频电磁波垂直照射水面，测量反射回波时间并计算水面与传感器之间的距离，从而得出水位高度。配套数据采集主机按照设定周期记录数据，并通过4G无线网络按照HJ 212协议格式上传至监管平台。
五、应用原理
雷达水位监测基于电磁波飞行时间测距原理，结合温度补偿和信号增强算法，确保在雾雨、灰尘、波浪等复杂环境中仍可稳定工作。系统融合HJ 212协议数据封装模块，实现数据实时格式化、加密并发送，确保数据合规、可追溯、安全可靠。
六、功能特点
非接触式监测，抗淤积、抗腐蚀、免维护，适合恶劣环境；
高精度雷达探头，支持毫米级水位测量，性能稳定；
数据采集主机支持HJ 212-2017协议，满足环保联网要求；
支持4G无线远传，可扩展WiFi、NB-IoT、以太网等通信方式；
内置本地存储、掉电保护功能，保障数据完整性；
支持太阳能+蓄电池供电，适用于无电场所长期运行；
可设定水位超限报警，自动推送告警信息至平台或手机端；
远程参数配置、诊断维护，平台集中管理多个站点。
七、硬件清单
雷达水位传感器（非接触式，耐候防护）；
数据采集主机（集成HJ 212协议模块、SIM卡通信功能）；
太阳能电源系统（含太阳能板、控制器、锂电池）；
安装立杆、防水设备舱或桥梁支架组件；
云平台账号及数据可视化分析平台。
八、硬件参数（量程与精度）
测量方式：脉冲或调频连续波雷达；
测量范围：0～30米（可定制更大量程）；
测量精度：±3mm～±10mm（受环境影响略有浮动）；
盲区距离：≤0.3米；
信号输出：RS485、4G无线通信；
协议支持：HJ 212-2017、Modbus RTU；
工作电压：DC 12V，兼容太阳能供电；
防护等级：IP66及以上，适合野外安装；
环境适应：-40℃～+85℃，抗电磁干扰、防尘防雨。
九、方案实现
将雷达水位计安装于监测断面上方的桥梁、平台或固定支架，通过法兰或万向支架对准水面。数据采集主机安装于防水设备舱中，与雷达水位计连接，设定采样间隔和数据上传频率。主机通过内置SIM卡及4G网络将监测数据实时上传至环保平台。用户可通过网页端、移动端或大屏端访问查看历史曲线、报警记录和水位变化趋势。
十、数据分析
监测平台具备数据可视化功能，可展示实时水位、历史趋势、超限记录等信息。系统可实现水位日变化、周变化与季节性波动分析，结合气象、水文及上下游数据进行综合研判，用于制定调度计划和防汛预警。
十一、预警决策
平台可根据设定水位阈值自动触发超限报警，通过短信、微信、语音等方式通知相关责任人。同时可设置多级告警策略（预警、报警、严重报警），结合地图展示、数据联动和视频监控模块进行联动预案响应。
十二、方案优点
高精度、非接触监测，维护成本低，适合长期连续运行；
满足国家环保HJ 212协议联网要求，保障数据规范性；
模块化设计，安装便捷，适应多种环境与部署方式；
支持多级平台接入，便于环保、应急、水务多部门联管；
配套平台提供数据分析、可视化、智能告警与权限管理功能。
十三、应用领域
适用于城市河流、排水涵洞、水库、湿地、公路桥梁、工业园区排污口、水闸、泵站、雨水调蓄池等涉水环境，对水位变化实施在线监测与环保联网上报。
十四、效益分析
通过自动化雷达水位监测系统，能够显著提升河湖水位监管效率，缩短响应时间，降低运维人力投入；通过HJ 212协议数据对接，实现环保部门数据直采，提高执法依据的权威性和实时性；同时，系统的高可扩展性有助于后续增加水质、流量、雨量等多参数模块，实现智慧水务的纵深发展。
十五、国标规范
《HJ 212-2017 污染源在线自动监控（监测）数据传输标准》；
《SL 426-2008 水文自动测报系统技术条件》；
《GB/T 21240-2007 水文测量 雷达水位计通用技术条件》；
《GB 50179-93 水文自动测报系统设计规范》；
《GB/T 22239-2019 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求》。
十六、参考文献
国家生态环境部《水环境监测质量管理办法》；
水利部《全国水文测站运行规范》；
中国水利学会《现代水文自动化监测技术综述》；
《智能雷达测距与水文监测工程实践》技术专刊。
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