阵列式雷达流速仪河道流量测量解决方案

一、 方案概述

1.1方案背景

流量资料具有极为重要的作用，涉及防洪安全、水文水利计算、水资源评价等各个方面，因此河流流量测量是水文工作的重要内容。每年需要耗费大量的人力物力去完成测验任务。为了减轻流量测验工作量，长期以来，水文工作者都在寻找减少流量测验次数的方法。

常用的方法有：采用缆道测流或者走航测验等技术测流；研发给予水力学、水文学模型的水位推算流量的方法以实现水位推算流量方法；利用旋桨式流速仪对断面多个点进行测流。

传统的测流方法多以单次测流或者人工测流为主。测流的历时时间长，测流的精度不高，且需要耗费水文工作人员大量的时间。

现提出一种阵列式雷达流速仪，可以使用在宽河道的流量监测，其安装简便，可以替代人工测流。

1.2方案总体概述：

由于水流在不同位置的流速变化较大，故在不同的位置均布多台流速仪，放置一台雷达水位计，供电采用市政供电或者太阳能供电，利用遥测终端机对数据进行汇总。

雷达流速仪：用于非接触测量水表面的流速。

雷达水位计：用于测量桥下河道的水位。

遥测终端机：读取5台雷达流速仪和1台水位的数据并且将这些数据进行汇总按照速度面积法计算过整个过流断面的面积。

1.3雷达流速仪的测量原理：

雷达流速仪流速测量基于多普勒效应，探头斜向下发出一束雷达波，雷达波在照射到水体表面反射，由于多普勒效应，发出去和雷达波和接收到的雷达波会产生多普勒频移Δf， 多普勒频移Δf正比于流速。通过测量多普勒频移Δf即可测量出流体的流速。

1.4速度面积法原理：

利用雷达流速仪测量流速V，利用雷达水位计测量水位H，预先在控制器设置的断面参数，控制器可以利用水位自动换算出过流面积S，流体的流量公式为：

Q= V×S

其中V- - - -流速 S- - - -过流面积Q- - -瞬时流量。

由于采用了速度面积法测流，其可以适用于任何形态的断面。