城市内涝监测设施校准

概述

城市内涝监测设施主要由雨量监测单元、液位监测单元、流速监测单元及数据采集传输终端组成，用于实时采集积水点水文数据。为保障监测数据的准确性与可靠性，需依据国家计量规程及行业技术标准，对各类传感器及系统整体进行周期性校准。本文件规定了校准的环境条件、项目、方法及结果处理要求。

校准条件

环境条件

温度：15℃～35℃，校准期间波动不超过±2℃/h。

湿度：≤85% RH，无凝露。

环境干扰：无强电磁场干扰、无剧烈机械振动。

供电：AC 220V±22V/50Hz±1Hz，或设备标称直流供电，电压波动≤±5%。

标准器与设备

设备名称	技术要求
标准液位计（钢卷尺/因瓦尺）	量程≥10m，分度值≤0.1mm，不确定度≤0.1mm
标准雨量校准装置	量程0~200mm/h，分辨率0.01mm，不确定度≤1.0%（k=2）
标准流速仪（旋桨式/电磁式）	量程0.05~5m/s，分辨率0.001m/s，不确定度≤0.5%
标准信号发生器	输出电流/电压精度≤0.05%
精密万用表	电压档精度≤0.1%，电阻档精度≤0.2%
水准仪	每公里往返测量高差中误差≤±1mm

校准项目与方法

1. 雨量监测单元校准

参照《压电式雨量监测站校准》相关条款执行，重点验证小降雨强度（10mm/h）下的启动误差及大降雨强度（200mm/h）下的过载性能。校准后示值误差应符合JJG 524要求。

2. 液位监测单元校准

2.1 外观与安装检查

检查传感器探头无腐蚀、无附着物。

验证安装垂直度，使用水准仪测量，倾斜度应≤1°。

确认基准点（零点）与市政排水管网绝对高程的一致性。

2.2 零点校准

排空测试井或确保传感器处于空气介质中。

记录输出信号值，调整零点电位器或通过软件修正，使显示值为0.00m。

零点漂移应≤±1mm。

2.3 示值误差校准

静水法：在标准水槽中，从满量程的10%开始，逐点提升至90%（如0.5m、1.0m、2.0m、5.0m）。

比较法：将标准液位计与被校传感器固定在刚性支架上，同步读取数据。

每个点测量3次，取平均值。计算示值误差：

Δh =  h 测  −  h 标

式中： h 测 为监测设施读数， h 标 为标准液位计读数。

全量程示值误差应≤±0.5%FS（满量程）或±3mm（取大值）。

2.4 重复性测试

在50%FS液位点，重复测量6次。

计算相对标准偏差（RSD），应≤0.2%。

3. 流速监测单元校准

3.1 零点稳定性

在静止水体中，连续采集10分钟流速数据。

零点漂移应≤±0.003m/s。

3.2 示值误差校准

实验室标定：使用标准明渠流速检定槽，设定流速点为0.1m/s、0.3m/s、0.5m/s、1.0m/s、2.0m/s、3.0m/s。

现场比对：使用便携式标准流速仪与在线设备进行同步测量。

计算示值相对误差：

δ v  =    v 标    v 测  − v 标    ×  100%

示值误差应≤±3%或±0.01m/s（取大值）。

4. 数据采集传输终端（RTU）校准

模拟量输入：输入标准电流信号（4mA、20mA）及电压信号（0V、5V），测量采集值与输入值的偏差，误差应≤±0.1%。

开关量输入：施加通断信号，检查通道响应正确性。

存储容量：检查数据存储间隔及存储容量是否符合设计要求（通常要求存储不少于1年的历史数据）。

通信延时：发送数据包，记录发送与接收时间戳，通信延时应≤10s。

5. 系统联动与现场比对

选取典型易涝点，在降雨事件或人工注水条件下，同步记录现场人工读数与远程监控平台显示数据。

液位数据偏差应≤5cm，雨量数据偏差应≤5%。

验证报警功能：当液位超过预设阈值时，系统应在30秒内发出声光报警或远程推送。

校准结果处理

记录归档：填写校准原始记录，包含设备编号、标准器信息、环境参数、测量数据及计算过程。

证书出具：对符合技术指标的设施出具校准证书，注明校准项目、结果及扩展不确定度。

状态标识：在校准合格的传感器显著位置粘贴合格证标签，注明有效期。

修正使用：对于存在固定偏差但未超差的设备，提供修正公式或修正值表。

校准周期

一般区域：12个月。

重点防控区域（下穿桥、地下通道、低洼小区）：6个月。

易淤积区域：3个月（主要检查探头清洁度及零点漂移）。

维护要求：每次暴雨过后，应立即进行现场核查与清洗。

注意事项

校准前需彻底清理传感器表面的淤泥、油污及藻类附着物。

液位计校准需考虑水体密度变化，必要时进行密度修正。

现场校准时，需做好有限空间作业防护及交通安全警示。

若设备更换核心部件（如探头、主板），必须重新进行全项校准。

引用标准

CJJ 124《城市市政综合监管信息系统技术规范》

SL 365《水位计通用技术条件》

JJG 524《雨量器检定规程》

GB/T 11828《水位测量仪器》

GB/T 21699《直线明渠水流流速测量方法》