手持电波流速仪在洪水流量测验中的应用与分析

许春生

（吉林省水文水资源局通化分局，吉林 通化 134000）



手持电波流速仪在洪水流量测验中的应用与分析

许春生

（吉林省水文水资源局通化分局，吉林 通化 134000）

摘要：电波流速仪在水流量测量中发挥着极为重要的作用，尤其是手持电波流速仪的出现，可以有效改善水流量测量的工作条件，对顺利开展巡测和间测工作有着十分重要的作用。从手持电波流速仪的基本特点出发，讨论手持电波流速仪在洪水流量测验中的应用。关键词：手持电波流速测量仪；洪水流量；特点；应用；分析

电波流速仪是一种新型仪器，具有远距离、无接触、自动显示水面流速的特点。手持电波流速仪又被称为雷达测速枪，它是由美国电子公司制造的专业测速仪器，这种测速仪器一般用于野外巡测、洪水及泥石流等应急的测量和测验，尤其是在洪水水流量测验中，可以充分发挥其重要作用，确保洪水流量测验结果的准确性和可靠性。手持电波流速仪相比传统电波流速仪在性能上有了进一步的优化，它的主要优点是自动化程度高、性能可靠及工作稳定，将其用于应急测量工作中，可以为应急测量工作有序开展提供充分的保障。

1　手持电波流速仪的基本特点和工作原理

1.1手持电波流速仪的基本特点

相比传统电波流速仪，手持电波流速仪具有无可比拟的优势，它的主要特点可以分为八个方面：第一，手持电波流速仪主要是供单人使用，所以重量比较轻，总重量大约为1.3kg，既可手持进行测量，也可使用三脚架进行测量。第二，可使用时间长，这种电波流速仪应用电镍氢电池，可连续使用8h，对于长时间的洪水流量测量工作具有重要意义。第三，手持电波流速仪内部装置有垂直角感测器，它可以自动修正垂直角，确保测验结果的准确性和可靠性。第四，它的水平角可以人工置入，利用这种置入方式进行余弦补偿，进一步提高检验结果的准确性。第五，手持电波流速仪的显著优势是可以自动感应水流方向，可以为洪水流量测量工作有序开展提供充分保障。第六，具有防水功能，可以避免洪水测量工作对设备的损坏。第七，可以自行调节仪器的敏感度。第八，手持电波流速仪操作简单，可以测验出瞬时流速，甚至测量出洪水流量的平均流速。

1.2手持电波流速仪的工作原理

手持电波流速仪由三个部分组成：探测器、数据处理及电源。利用探测器向水面发射电磁波，并接收由水面反射回来的电磁波。根据多普勒效应，在发射电磁波和接收电磁波的频率之间存在一个差率，根据这个差率就可以计算出洪水流量的水面流速。计算公式为：V=fd*C/2f0*1/Cosθ，其中V指的是水面流速，f0指的是发射电磁波的频率，fd指的是接收电磁波的频率，C指的是电波在空气中的传播速度，而θ指的是电磁波与水流之间的夹角，这个夹角由俯角和方位角组成。

在洪水流量测量工作中，将手持电波测量仪检验出的数据代入到计算公式中，就可以计算出水面的流速，完成洪水流量测量工作。值得注意的是，利用手持电波流速仪进行洪水测量时，必须保证测量范围在0.5～15m/s，工作环境需要保持在0℃～45℃，只有这样才能确保测验结果的准确性。

2　手持电波流速仪在洪水流量测验中的应用

2.1手持电波流速仪在洪水流量测验中的测量方法

本文主要以梅河口（二）水文站为例，分析手持电波流速仪在洪水流量测验中的应用，梅河口（二）水文站位于吉林省梅河口市境内，属于第二松花江系上游区。该水文站的控制集水面积为1 638km2，河道的总长度大约为176km，整个流域的形状为扇形，水文站的上游有1座大型水库，2座小型水库。在该水文站洪水流量测验工作中，为了减少测速的误差，对每一个测点进行了至少2次测量工作，对测量结果计算平均值，将平均值作为测点的水面流速。对水文站断面流量的计算需要用总面积减去流速，而对水面流速系数的分析则采用船测资料法。

2.2手持电波流速仪在洪水流量测验中的应用

在梅河口（二）水文站洪水流量测验工作中，对高水部分的测量次数为8次，测出了它的准确水位变幅和流速变幅，并设定了测点的方位角和俯角，保证各项技术指标都在仪器的性能范围内。

通过对手持电波流速仪在洪水流量测验中应用的合理性分析，可以将其分为三方面：第一，从测点的流速记录可以看出，每个测点的流速在多次测量中的结果基本保持一致，离均差都保持在一定范围内，这说明手持电波流速测量仪测验出的结果具有合理性，符合实际洪水流量的情况。第二，在各次流量的横向分布上，洪水流量的变化规律基本保持一致，并与断面转折的变化相应，说明流速在横向分布上的规律也是合理的。第三，利用关系曲线进行分析，发现水量流速的测验结果精准度非常高，与实际水位相适应。

总之，通过手持电波流速仪在梅河口（二）水文站洪水流量测验中的应用可以看出：第一，手持电波流速仪易操作、安全性高，且不受泥沙以及漂浮物的影响，可以确保测验结果的准确性和可靠性。它是可以改善工作条件、减轻工作负担的有效测量仪器。第二，手持电波流速仪的性能比较好，非常稳定，可以满足任何工作情况下的技术规范要求，对这种仪器的推广使用具有现实意义。第三，手持电波流速仪的构造比较简单，重量比较轻，操作起来比较方便，可以为洪水流量测验工作的有序开展提供充分的保障，还可以保障安全，提高测验工作效率和工作质量，具有非常重要的现实意义。但是，由于水文站地势环境的问题，为保障测验工作人员的生命安全，在进行洪水测量检验工作时，需要配备专门的测流车，只有这样才能确保洪水流量测验工作有序开展，充分发挥洪水流量测验工作的重要意义，为我国应急救灾工作提供科学的理论依据。

3　结语

手持电波流速仪具有非常显著的优势，将其应用于我国的洪水流量测验工作中，可以有效提高测验结果的准确性和可靠性，将测验结果应用于应急救灾计划中，可以为计划的制定提供科学的理论依据，对实现我国洪水流量测验工作目标具有非常重要的意义。

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Application and analysis of handheld electric wave flow velocity current meter in volume of flood test

XU Chun-sheng

(Tonghua Branch Office of Hydrology and Water Resources Bureau of Jilin Province,Tonghua 134000,China)

Abstract:The electric wave flow velocity current meter plays an extremely important role in volume of flood flow velocity measurement,especially the appearance of hand-held electric wave current metercan effectively improve the measured operating conditions of water flow velocity and smoothly carry out patrol measurement and indirect measurement.From the basic characteristics of hand-held electric wave flow velocity current meter,this paper discussed the application of hand-held electric wave flow velocity current meter in volume of flood test.

Key words:Handheld electric wave flow velocity current meter;Volume of flood;Characteristics;Application;Analysis

中图分类号：P332.4

文献标志码：A

文章编号：1674-8646（2016）08-0040-02

收稿日期：2016-02-11

作者简介：许春生（1975-），男，吉林梅河口人，从事水文水资源研究。