【摘要】筆者依據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)文獻(xiàn)資料的記載，詳細(xì)的分析雷達(dá)波流量在線系統(tǒng)在水文高洪測(cè)驗(yàn)領(lǐng)域當(dāng)中得到的應(yīng)用，并分析水面系數(shù)的率定，希望可以在日后相關(guān)工作人員對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析的時(shí)候，起到一定借鑒性作用，最終在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程向前推進(jìn)的過(guò)程中，做出一定貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】雷達(dá)波流量在線系統(tǒng)；水文高洪測(cè)驗(yàn)；應(yīng)用；水面系數(shù)；率定；分析

1、雷達(dá)波在線測(cè)流系統(tǒng)簡(jiǎn)介

為了能夠讓水文測(cè)站人員編制數(shù)量少，測(cè)流危險(xiǎn)性強(qiáng)等問(wèn)題得到解決，本公司特別研發(fā)出來(lái)雷達(dá)波在線測(cè)流系統(tǒng)，雷達(dá)波測(cè)流系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，可以針對(duì)設(shè)備開(kāi)展遠(yuǎn)程監(jiān)控與在線報(bào)訊。次系統(tǒng)初步建設(shè)的時(shí)候，僅僅可以接收并查看美科華儀自產(chǎn)設(shè)備的流量信息，在經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)之后，這一個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)逐步構(gòu)建成一個(gè)全面綜合性流量平臺(tái)，可以兼容市場(chǎng)當(dāng)中流通的大多數(shù)設(shè)備。

這一個(gè)系統(tǒng)可以接入到各種類型的測(cè)流設(shè)備當(dāng)中，既可以接入到僅僅播報(bào)單一水文要素的設(shè)備當(dāng)中，也可以接入到播報(bào)多水文要素的設(shè)備當(dāng)中；在這一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中包含完善的測(cè)流機(jī)制，可以將中心站的實(shí)時(shí)水位下發(fā)給各個(gè)設(shè)備，以便于無(wú)水位傳感器測(cè)流涉筆開(kāi)展流量的加測(cè)和加報(bào)工作，與此同時(shí)，針對(duì)沒(méi)有加測(cè)加報(bào)機(jī)制的設(shè)備，系統(tǒng)可以將水文實(shí)時(shí)變化情況作為依據(jù)實(shí)時(shí)開(kāi)展測(cè)量工作；這一個(gè)系統(tǒng)可以和終端設(shè)備相互連接在一起開(kāi)展實(shí)時(shí)性繪畫(huà)工作，構(gòu)成雙向通訊通道，除去可以接受流速和流量信息之外，也可以將斷面、測(cè)流參數(shù)等信息傳輸給設(shè)備，也可以從設(shè)備當(dāng)中讀取斷面和測(cè)流參數(shù)，實(shí)時(shí)的獲得并保存設(shè)備的實(shí)際工作情況，實(shí)時(shí)的去對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬。

此系統(tǒng)將《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》當(dāng)中的要求作為依據(jù)，并結(jié)合大斷面、左右岸系數(shù)和測(cè)流垂線等參數(shù)開(kāi)展計(jì)算工作。針對(duì)多點(diǎn)測(cè)流的情況，系統(tǒng)依據(jù)流速面積法開(kāi)展流量計(jì)算工作，首先可以將測(cè)流垂線作為依據(jù)，針對(duì)斷面進(jìn)行分割，將各個(gè)部分的流速、面積以及流量計(jì)算出來(lái)，累加到本次測(cè)試的總流量當(dāng)中；針對(duì)僅僅有單探頭和二探頭的定點(diǎn)測(cè)流設(shè)備，本系統(tǒng)可以依據(jù)預(yù)先設(shè)定好的經(jīng)驗(yàn)公式開(kāi)展流量計(jì)算工作。

雷達(dá)波在線測(cè)流啊系統(tǒng)的具體構(gòu)成結(jié)構(gòu)當(dāng)中包含現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程傳輸、接收分析以及成果提供四個(gè)部分的內(nèi)容。

2、雷達(dá)波在線測(cè)流方案分析

雷達(dá)波在線測(cè)流方案當(dāng)中包含三種，單探頭定點(diǎn)在線測(cè)流；多探頭定點(diǎn)在線測(cè)流以及移動(dòng)在線測(cè)流。一個(gè)完整的雷達(dá)波在線流量測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)包含四個(gè)部分的內(nèi)容，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和流量計(jì)算，遠(yuǎn)程傳輸、接收顯示以及成果提供?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，雷達(dá)波在線測(cè)流過(guò)程中應(yīng)當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)信息是，水位、流速以及起點(diǎn)距?，F(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)算工作開(kāi)始之前，首先需要將大斷面數(shù)據(jù)輸入。遠(yuǎn)程傳輸工作進(jìn)行的過(guò)程中，一般情況下會(huì)通過(guò)無(wú)線公網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)輸送到水文局?jǐn)?shù)據(jù)中心的服務(wù)器當(dāng)中。

遠(yuǎn)程管理軟件安裝在遠(yuǎn)程服務(wù)器上，實(shí)時(shí)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息接收工作。用戶在網(wǎng)絡(luò)上查詢每一次測(cè)試的水文特征數(shù)值，并將流速分布圖呈現(xiàn)在人們的眼前，以便于可以判斷出來(lái)測(cè)流數(shù)據(jù)是否正常。通過(guò)使用遠(yuǎn)程管理軟件對(duì)測(cè)驗(yàn)布設(shè)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并選擇適應(yīng)性比較強(qiáng)的流速平均算法，設(shè)置大斷面和測(cè)流垂線組，也可以遠(yuǎn)程開(kāi)展召測(cè)工作，得到實(shí)時(shí)性流量數(shù)據(jù)。雷達(dá)波測(cè)流結(jié)果容易遭受到水流條件、斷面變化、風(fēng)力和儀器本身因素的影響，從而引發(fā)數(shù)據(jù)異常問(wèn)題，可以依據(jù)水文規(guī)范當(dāng)中提出的要求開(kāi)展精度分析工作，以便于可以對(duì)測(cè)驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)性做出一定保證。

2.1單一探頭定點(diǎn)測(cè)流

單一探頭定點(diǎn)是在線雷達(dá)波測(cè)流系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，最早應(yīng)用到的一種測(cè)流方案，單探頭一般情況下依托橋梁安裝，假如沒(méi)有可以借用的橋梁，并且斷面比較狹窄，可以使用懸臂安裝模式。單探頭測(cè)速雷達(dá)放置在主槽位置上，依據(jù)中宏標(biāo)法測(cè)流原理，為了可以讓測(cè)流工作的精準(zhǔn)性得到保證，探頭一般情況下會(huì)放置在中泓位置上，斷面上不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)串溝和大量漫灘。

2.2多探頭定點(diǎn)測(cè)流

多探頭定點(diǎn)雷達(dá)波測(cè)流會(huì)在斷面上放置三個(gè)以上的雷達(dá)波測(cè)速探頭，獲取多條測(cè)速垂線表面流速，依據(jù)均勻浮標(biāo)法開(kāi)展流量測(cè)量工作。雷達(dá)波波束開(kāi)角一般情況下是10度。假如將探頭放置在岸邊上，斜向?qū)χ鴶嗝?，波束在斷面上的覆蓋范圍是一個(gè)很大的橢圓，不單單測(cè)量出來(lái)的流速誤差比較大，與之相對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)距離誤差也比較大，因此這種斜向發(fā)射模式在均勻浮標(biāo)法流量計(jì)算領(lǐng)域當(dāng)中的適用性并不是很強(qiáng)。

3、雷達(dá)波水面系數(shù)分析

應(yīng)用雷達(dá)波流速儀測(cè)量到的水面流速代替垂線平均流速將出虛流量計(jì)算出來(lái)，再和轉(zhuǎn)子流速儀測(cè)量出來(lái)的流量進(jìn)行相互比較，可以將各次測(cè)量的系數(shù)計(jì)算出來(lái)，再將系數(shù)的平均數(shù)值計(jì)算出來(lái)，就是求出來(lái)的水面流速系數(shù)，計(jì)算工作進(jìn)行的過(guò)程中應(yīng)用到的公式如下文所示：

分析計(jì)算如下表：

根據(jù)計(jì)算表中的比測(cè)結(jié)果，取雷達(dá)波流速儀水面流速系數(shù)k0.0=0.86。

誤差評(píng)價(jià)。采用系統(tǒng)誤差和隨機(jī)不確定度來(lái)進(jìn)行誤差評(píng)價(jià)，計(jì)算公式如下：

參考文獻(xiàn)：

[1]曾佑聰，石瑞格，陳晨.雷達(dá)波在線測(cè)流及遠(yuǎn)程集控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].水力發(fā)電，2017，43（11）：70-74+85.