雷达波流速仪在中小河流流量测验中的应用分析

（河北省邯郸水文勘测研究中心，河北邯郸 056000）

在北方地区的中小河流流速测量时，往往会采用转子测速仪对河流的深度以及流速进行测量，这种测量方式在北方平缓的流域进行测量有着巨大的适应性。但是在南方地区，河流流速普遍较快，并且多发洪水，河底不够平缓，所以整个河流的水流湍急，并不适合转子测速仪进行河流流速的测量。并且用这种方式进行河流流速测量时，需要搭建相应的缆道和盖房进行观测，并且在实际工作中，还需要电力资源的配合，进行低压电线路的搭设。所以为了在减少河流流速测量工作的工作量以及成本的前提下，保证做到有效的河流流速测量以及检测，对洪水做出正确警报，有着巨大的运用价值，而其中雷达波测速和这一领域的内容非常吻合[1]。

1.雷达波流速仪概述

1.1 无线遥控雷达波数字化测流系统

1.1.1 基本原理

雷达波测速经过多年的发展，在中小河流的水流流速测量中有着巨大的运用价值，国内的雷达波测速设备主要是按照国内制定的水流行业标准，GB50179-93《河道流量测验规范》进行相应的设备设计，从而在实际设计中，根据相关需求将无线遥控的雷达波测试系统运用到《河道流量测验》中，进而完成了关于河流流速中配套系统的测量和流速测量实验，并且整个过程都可以通过电脑进行远程指导，同时将所获得信息传递给电脑，在电脑上进行相关数据的分析和河流流速的获取。

1.1.2 设备组成

雷达波测速在实际使用中，同样要架设相应的设备。主要是测试缆道、雷达波定位测验流速仪、无线遥控数字化处理器。测试缆道的搭设较为简单，根据河流不同时期的深度，在河道测试断面安装相应的测试仪器，主要是不同高度的不锈钢或者镀锌缆道，这些高低存在差异的镀锌缆道，在实际使用中，能够适应不同高度的洪峰，从而在洪水期也能够测量河流流速。雷达波定位测验流速仪主要是市场上常见的多普勒雷达波测速仪，其能够有效地对河流的水流流速进行测量。无线遥控数字处理器，能够将测速仪所获取的信息进行整合，然后发送，在远端进行测量数据的获取，并且也可以远程接收命令，控制测试仪进行不同的河流流速测量[2]。

1.1.3 基本特点

在进行河流流速测量时，必须要考虑河面的漂浮物，尤其是在洪水状态下，河面的漂浮物在洪水的裹挟下，移动速度快、能量高，能够对河流流速测量设备造成极为不利的影响。而无线遥控雷达波数字化测流系统，在实际使用过程中，对于洪水环境下的河流流速测量工作，同样有着巨大的运用价值，其主要因素为，在进行无线雷达波数字化测流系统的测流过程中，因为雷达波流速测量仪并不会直接接触，所以在操作上较为安全。而在整个操作过程中，工作人员将雷达波测速仪安装在预定位置之后，就能够进行数据测量，在现场获得数据，整个操作过程简单，并需要设计相应的使用场景。

1.2 缆道雷达波测流设备

缆道雷达波测流设备其原理为多普雷雷达测速传感器，其能够在不与水面发生接触的情况下，完成对水面流速大小的检测，从而得出每条垂线水面流速的相关信息，并且在实际使用中，这种设备通常会搭载相应的智能系统，从而能够更加直观地反应出水面的实际流速，尤其是在应对洪水下的河流流速测量时，因为不需要和水面直接接触，所以洪水中河道表面所形成的复杂情况并不会对测量工作造成影响，尤其是河面漂浮物，这种河道流速测量方式，有效避免了河面漂浮物对测量工作的影响。

1.3 持雷测速仪

手持雷达测速仪是进行大面积河道信息采集工作中的重要设备，我国南方地区有着大量的河流湖泊，对所有的河流以及各个地段的河道都架设相应的缆道雷达，需要大量的成本，但是为了了解各个低端的河流流速，就可以选用手持雷达测速仪，在实际工作中，只需要调整好测试角度，就能够完成对河道表面河流流速的测量[3]。

1.4 雷达波流速仪

1.4.1 优点

雷达波测速仪在中小河河流的测速中有着诸多优点，主要是因为中小河河流往往属于水流流速大的河流，这些河流因为水流流速大，根据雷达波测速仪的相关工作原理，可以发现这种测速仪在实际的使用过程中，如果河流的流速越高，其就能够获得更多的信息，进而测量的数据也就更准确。

1.4.2 缺点

第一，需要进行比测。由于雷达波测速仪是对中小河流的水面进行流速测试，在使用过程中，不仅需要完成测量工作，还需要在流速测试之后进行比测，如此才能够有足够的数据进行河流流速和平均流速之间关系的分析。第二，相较于传统的测试方式，雷达波测试需要进行流速测试，为此需要进行多次的水深测试和断面测试。

2.影响雷达波流速仪测量中小河流流量的因素

2.1 风速的影响

在使用雷达波进行河流流速测量时，虽然这种测量方式并不需要和水面直接接触，但是在实际使用过程中，风速会影响测量准度，但是在暴雨环境下，往往风速更高，而此时正是河流流速测量的重要时刻，所以在实际使用过程中，会导致雷达波测速所获得数据受风力影响过高。

2.2 测试角度的影响

雷达波在进行流量测试时，会受测量角度的影响，这是雷达波测速仪的原理所引发出的相关问题。虽然在测试过程中使用了多普雷雷达测速传感器在自动控制系统的操控下完成自动降雨模式的切换。但是在具体的测流过程中，还需要将测试俯角调成最小的60°。对于流速比较低的河面，应增加雷达波和水面的接触面，将测试俯角调成 30°。

2.3 测流历时的影响

根据雷达波测速的原理，可以发现这种测量方式，在实际使用过程中，和单位时间内所流过测量区域的水流面积有关，在河流流速小时，需要延迟测量时间。

3.结语

随着我国水利工程的发展，在水利工程的相关维护工作中，关于河流流速的测量一直是这一领域的重点内容，这对于水利工程的发展以及后期规划有着巨大作用。在关于中小河流的水流流速测量工作中，雷达波测速仪有着巨大的运用空间，在实际工作中，能够对河流流速进行精准测量，并且其建设成本少，使用方便，可以满足各种工作环境的需求。能够在较短的时间内获得相对准确的数据，为防洪决策提供依据。在未来的发展过程中，雷达波测速仪在中小河流流量测试中的应用也会越来越广泛。