雷達(dá)波自動(dòng)測(cè)流系統(tǒng)

該系統(tǒng)服務(wù)的對(duì)象主要有水文局、防辦、水資源、水庫(kù)等管理部門(mén)。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,河流水文測(cè)報(bào)特別是主要水文要素如流量、水位等測(cè)驗(yàn)的具有十分重要的作用。當(dāng)前在我國(guó)正在大規(guī)模地進(jìn)行中小河流水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè),由于中小河流水文站分布廣、地域?qū)?、站點(diǎn)多,特別是山溪性河流匯流速度快,洪水陡漲陡落等特點(diǎn),使得流量測(cè)驗(yàn)極為困難。雷達(dá)波流量實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),是一種充分運(yùn)用現(xiàn)代光電和自控技術(shù),不直接接觸和擾動(dòng)(或破壞)水流結(jié)構(gòu),快速準(zhǔn)確測(cè)量水流流速和流量的新方法、新途徑,取得了較好社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

(一)纜道式雷達(dá)波自動(dòng)測(cè)流系統(tǒng)

利用兩根鋼絲繩作為導(dǎo)軌,將雷達(dá)測(cè)速探頭安裝在雷達(dá)車(chē)內(nèi),雷達(dá)車(chē)懸掛在導(dǎo)軌繩上。將牽引鋼絲繩固定在雷達(dá)車(chē)前后兩側(cè),并通過(guò)室內(nèi)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)事先設(shè)置好的測(cè)速垂線(xiàn)起點(diǎn)距位置,由系統(tǒng)控制器控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn),將雷達(dá)測(cè)速探頭移動(dòng)到測(cè)速垂線(xiàn)上方。雷達(dá)測(cè)速探頭完成水面流速測(cè)驗(yàn)后,通過(guò)無(wú)線(xiàn)電臺(tái)將流速數(shù)據(jù)發(fā)送給系統(tǒng)控制器,系統(tǒng)控制器同事采集水位數(shù)據(jù),再通過(guò)GPRS信道將水位、流速等數(shù)據(jù)發(fā)送到中心站,中心站測(cè)流軟件根據(jù)流量計(jì)算模型,實(shí)時(shí)計(jì)算斷面流量。
適用于水面寬小于100米的中小河流,可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守?cái)嗝媪髁孔詣?dòng)測(cè)驗(yàn)。

設(shè)備組成

(二)纜道式代表垂線(xiàn)法自動(dòng)測(cè)流系統(tǒng)

利用水文纜道懸吊超聲波測(cè)速探頭(簡(jiǎn)稱(chēng)ADCP),根據(jù)實(shí)現(xiàn)設(shè)置好的測(cè)流斷面代表垂涎起點(diǎn)距位置,由系統(tǒng)管控軟件控制纜控制臺(tái)和水文絞車(chē),將ADCP探頭移動(dòng)到指定代表垂線(xiàn)上方并入水一定深度。
ADCP探頭入水后,系統(tǒng)管控軟件通過(guò)無(wú)線(xiàn)電臺(tái)發(fā)送測(cè)流指令,安裝在野外機(jī)箱內(nèi)的ADCP控制器接收到測(cè)流指令后,啟動(dòng)ADCP探頭開(kāi)始測(cè)流。
ADCP探頭完成流速測(cè)驗(yàn)后,通過(guò)電臺(tái)將水面到河底的垂線(xiàn)層流速發(fā)送給系統(tǒng)管控軟件,系統(tǒng)管控軟件要根據(jù)流量計(jì)算模型和實(shí)測(cè)水位數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)計(jì)算流量。
完成測(cè)流斷面上所有代表垂線(xiàn)流速測(cè)驗(yàn)后,系統(tǒng)管控軟件將ADCP探頭提出到水面以上2米,并停留在垂線(xiàn)位置,為下次的流量測(cè)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

設(shè)備組成

(三)固定式雷達(dá)波自動(dòng)測(cè)流系統(tǒng)

利用雷達(dá)測(cè)速儀實(shí)測(cè)主槽中泓水面流速,系統(tǒng)控制器主信道利用GPRS信道將水位和流速數(shù)據(jù)發(fā)送到中心站,備用信道采用北斗衛(wèi)星通信機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。中心站數(shù)據(jù)接收軟件根據(jù)斷面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)水位,計(jì)算過(guò)水面積,根據(jù)實(shí)測(cè)中泓水面流速和水面與垂線(xiàn)流速系數(shù),計(jì)算出中泓垂線(xiàn)流速,根據(jù)能坡法計(jì)算模型,計(jì)算出整個(gè)斷面中泓左右兩側(cè)間隔為0.5米的個(gè)催現(xiàn)流速,同流速面積法計(jì)算出斷面流量,實(shí)現(xiàn)流量的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。

設(shè)備組成

(四)固定式指標(biāo)流速法自動(dòng)測(cè)流系統(tǒng)

在測(cè)流斷面一側(cè)固定安裝超聲波測(cè)速探頭,對(duì)斷面的部分層流速進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量,該部分層流速和斷面平均流速關(guān)系,實(shí)時(shí)計(jì)算出斷面平均流速,再根據(jù)采集的水位計(jì)算面積,從而實(shí)現(xiàn)水位、流量的自動(dòng)采集。

設(shè)備組成