雷達波流速儀在中小河流流量測驗中的應用分析

（河北省邯鄲水文勘測研究中心，河北邯鄲 056000）

在北方地區的中小河流流速測量時，往往會采用轉子測速儀對河流的深度以及流速進行測量，這種測量方式在北方平緩的流域進行測量有著巨大的適應性。但是在南方地區，河流流速普遍較快，并且多發洪水，河底不夠平緩，所以整個河流的水流湍急，并不適合轉子測速儀進行河流流速的測量。并且用這種方式進行河流流速測量時，需要搭建相應的纜道和蓋房進行觀測，并且在實際工作中，還需要電力資源的配合，進行低壓電線路的搭設。所以為了在減少河流流速測量工作的工作量以及成本的前提下，保證做到有效的河流流速測量以及檢測，對洪水做出正確警報，有著巨大的運用價值，而其中雷達波測速和這一領域的內容非常吻合[1]。

1.雷達波流速儀概述

1.1 無線遙控雷達波數字化測流系統

1.1.1 基本原理

雷達波測速經過多年的發展，在中小河流的水流流速測量中有著巨大的運用價值，國內的雷達波測速設備主要是按照國內制定的水流行業標準，GB50179-93《河道流量測驗規范》進行相應的設備設計，從而在實際設計中，根據相關需求將無線遙控的雷達波測試系統運用到《河道流量測驗》中，進而完成了關于河流流速中配套系統的測量和流速測量實驗，并且整個過程都可以通過電腦進行遠程指導，同時將所獲得信息傳遞給電腦，在電腦上進行相關數據的分析和河流流速的獲取。

1.1.2 設備組成

雷達波測速在實際使用中，同樣要架設相應的設備。主要是測試纜道、雷達波定位測驗流速儀、無線遙控數字化處理器。測試纜道的搭設較為簡單，根據河流不同時期的深度，在河道測試斷面安裝相應的測試儀器，主要是不同高度的不銹鋼或者鍍鋅纜道，這些高低存在差異的鍍鋅纜道，在實際使用中，能夠適應不同高度的洪峰，從而在洪水期也能夠測量河流流速。雷達波定位測驗流速儀主要是市場上常見的多普勒雷達波測速儀，其能夠有效地對河流的水流流速進行測量。無線遙控數字處理器，能夠將測速儀所獲取的信息進行整合，然后發送，在遠端進行測量數據的獲取，并且也可以遠程接收命令，控制測試儀進行不同的河流流速測量[2]。

1.1.3 基本特點

在進行河流流速測量時，必須要考慮河面的漂浮物，尤其是在洪水狀態下，河面的漂浮物在洪水的裹挾下，移動速度快、能量高，能夠對河流流速測量設備造成極為不利的影響。而無線遙控雷達波數字化測流系統，在實際使用過程中，對于洪水環境下的河流流速測量工作，同樣有著巨大的運用價值，其主要因素為，在進行無線雷達波數字化測流系統的測流過程中，因為雷達波流速測量儀并不會直接接觸，所以在操作上較為安全。而在整個操作過程中，工作人員將雷達波測速儀安裝在預定位置之后，就能夠進行數據測量，在現場獲得數據，整個操作過程簡單，并需要設計相應的使用場景。

1.2 纜道雷達波測流設備

纜道雷達波測流設備其原理為多普雷雷達測速傳感器，其能夠在不與水面發生接觸的情況下，完成對水面流速大小的檢測，從而得出每條垂線水面流速的相關信息，并且在實際使用中，這種設備通常會搭載相應的智能系統，從而能夠更加直觀地反應出水面的實際流速，尤其是在應對洪水下的河流流速測量時，因為不需要和水面直接接觸，所以洪水中河道表面所形成的復雜情況并不會對測量工作造成影響，尤其是河面漂浮物，這種河道流速測量方式，有效避免了河面漂浮物對測量工作的影響。

1.3 持雷測速儀

手持雷達測速儀是進行大面積河道信息采集工作中的重要設備，我國南方地區有著大量的河流湖泊，對所有的河流以及各個地段的河道都架設相應的纜道雷達，需要大量的成本，但是為了了解各個低端的河流流速，就可以選用手持雷達測速儀，在實際工作中，只需要調整好測試角度，就能夠完成對河道表面河流流速的測量[3]。

1.4 雷達波流速儀

1.4.1 優點

雷達波測速儀在中小河河流的測速中有著諸多優點，主要是因為中小河河流往往屬于水流流速大的河流，這些河流因為水流流速大，根據雷達波測速儀的相關工作原理，可以發現這種測速儀在實際的使用過程中，如果河流的流速越高，其就能夠獲得更多的信息，進而測量的數據也就更準確。

1.4.2 缺點

第一，需要進行比測。由于雷達波測速儀是對中小河流的水面進行流速測試，在使用過程中，不僅需要完成測量工作，還需要在流速測試之后進行比測，如此才能夠有足夠的數據進行河流流速和平均流速之間關系的分析。第二，相較于傳統的測試方式，雷達波測試需要進行流速測試，為此需要進行多次的水深測試和斷面測試。

2.影響雷達波流速儀測量中小河流流量的因素

2.1 風速的影響

在使用雷達波進行河流流速測量時，雖然這種測量方式并不需要和水面直接接觸，但是在實際使用過程中，風速會影響測量準度，但是在暴雨環境下，往往風速更高，而此時正是河流流速測量的重要時刻，所以在實際使用過程中，會導致雷達波測速所獲得數據受風力影響過高。

2.2 測試角度的影響

雷達波在進行流量測試時，會受測量角度的影響，這是雷達波測速儀的原理所引發出的相關問題。雖然在測試過程中使用了多普雷雷達測速傳感器在自動控制系統的操控下完成自動降雨模式的切換。但是在具體的測流過程中，還需要將測試俯角調成最小的60°。對于流速比較低的河面，應增加雷達波和水面的接觸面，將測試俯角調成 30°。

2.3 測流歷時的影響

根據雷達波測速的原理，可以發現這種測量方式，在實際使用過程中，和單位時間內所流過測量區域的水流面積有關，在河流流速小時，需要延遲測量時間。

3.結語

隨著我國水利工程的發展，在水利工程的相關維護工作中，關于河流流速的測量一直是這一領域的重點內容，這對于水利工程的發展以及后期規劃有著巨大作用。在關于中小河流的水流流速測量工作中，雷達波測速儀有著巨大的運用空間，在實際工作中，能夠對河流流速進行精準測量，并且其建設成本少，使用方便，可以滿足各種工作環境的需求。能夠在較短的時間內獲得相對準確的數據，為防洪決策提供依據。在未來的發展過程中，雷達波測速儀在中小河流流量測試中的應用也會越來越廣泛。