雷达波流速仪在中小河流流量测验中的应用分析VIP专享VIP免费

第4期2012年8月水利信息化WaterResourcesInformatizationNO.4Aug.,2012雷达波流速仪在中小河流流量测验中的应用分析秦福清（山西长治水文分局，山西长治046011）摘要：针对目前大部分中小河流仍采用转子式流速仪或浮标法测流，ADCP在大洪水和有漂浮物无法入水测验的问题，提出应用雷达波流速仪在中小河流进行流量测验。雷达波流速仪即电波流速仪，有多种类型，如无线遥控雷达波数字化测流系统、在线遥控多探头雷达波测流系统、缆道雷达波测流设备和手持电（雷达）波流速仪等。其中“无线遥控雷达波数字化测流系统”是新研制的雷达波测流系统，详细分析测验原理、性能特点，为推广使用，在山西省，黄河中游局，湖南常德、张家界等水文测站严格测试下，通过不同河流和环境进行多次比测，测验成果的各项参数齐全，可直接录入数据库，各项指标均符合《水文测验规范》要求，施工和安装简便，随时可投入使用，且能在最短的时间内能够测得准、报得出，可以成为中小河流流量自动测验的主要测具。关键词：雷达波流速仪；电波流速仪；流量测验；自动测验；中小河流；测具中图分类号：P335文献标识码：A文章编号：1674-9405(2012)04-0042-07收稿日期：2012-05-02作者简介：秦福清（1957－），男，山西长治人，中级会计师，现主要从事水文测验设施开发研究工作。E-mail:qinfuqing1957@163.com当前，我国大部分中小河流的流量测验，通常采用常规的转子式流速仪、浮标法测得流速，再通过流速面积法将流速转换为流量，给工作造成很大不便。随着我国科技的迅猛发展，为减少洪水对国家和人民生命财产造成的损失，要求采用先进的测流方式和仪器，在最短的时间内能够测得准，报得出。雷达波测流已被水文行业认可，先后推出多种雷达波测流仪，可在中小河流中实现流量自动测验。雷达波流速仪即电波流速仪，主要包括无线遥控雷达波数字化测流系统、在线遥控多探头雷达波测流系统、缆道雷达波测流设备和手持电（雷达）波流速仪等。1雷达波测流仪器介绍1.1无线遥控雷达波数字化测流系统无线遥控雷达波数字化测流系统，俗称水文缆道测流机器人，是参照我国水利行业标准GB50179—93《河道流量测验规范》[1]，结合SL443—2009《水文缆道测验规范》[2]开发研制的。2010年3月研制成功，两年来通过在不同河流和环境测试，各项指标都符合《水文测验规范》。2012年4月19日获国家知识产权局实用新型专利权，专利号：201120383729.3[3]。1.1.1测验原理无线遥控雷达波数字化测流系统，是把雷达波定位测验流速仪悬挂在配套直径4.2mm的简易钢丝绳缆道上，利用无线遥控、配套定位和测流软件，通过在电脑上远程操作，以非接触方式测验和计算水面流速、断面流量。无线遥控雷达波数字化测流系统整体结构示意图如图1所示。台式或笔记本电脑无线信号传输简易钢丝绳缆道雷达波定位测验流速仪测验河道断面图1无线遥控雷达波数字化测流系统整体结构示意图43第4期1.1.2设备组成1）测验缆道。在河道测验断面，架设和仪器设备配套使用的4.2mm（如河道断面宽超过300m，钢丝绳应加粗，定位滑轮加大）不锈钢或镀锌钢丝绳高低简易缆道，高缆道用于高洪测流，低缆道用于日常测流。2）雷达波定位测验流速仪。由多普勒雷达波测速传感器、步进电机及配置有高性能专用微步距电脑控制芯片的高性能细分驱动器、PLC、无线信号传输及内置锂电池组成，仪器结构如图2所示。信号传输天线总开关平衡球雷达波探头传动滑轮充电口运行指示灯电压不足信号灯图2雷达波定位测验流速仪3）无线遥控数字化处理器。由电脑、无线遥控、仪器定位控制及测流数字化处理计算软件组成。1.1.3性能特点无线遥控雷达波数字化测流系统主要用于较大洪水流量的测验，也适合高流速、水浪，以及多漂浮物情况下，常规转子式流速仪或ADCP无法入水测验时，进行流量测验，还可用于巡测和常规性测流。1.1.3.1安全可靠、省时省力、全新便携式1）测验操作没有安全隐患，仪器以非接触方式进行测验，测验人员在安全地带进行遥控测流。2）雷达波流速仪体积小，重量轻，1人即可轻松安装操作。挂上仪器后，在观测房或汽车内，短时间内即可获得洪水数据。3）仪器携带、安装方便，无需现场接线...