用于中小河流流量测验的移动缆道雷达波测流系统

我国流域面积在 200 平方公里以上有防洪任务的中小河流有 9000 多条，由于特殊的气候和地理条件，特别是近年来极端天气事件增多的影响，中小河流洪水灾害频繁发生，造成严重损失。中小河流断面宽度一般在 300 米以内，可采用多种测流方式测流。

为了解决河道流量测验强度大、效率低、危险性高的问题，近几年陆续研究出了多种自动测流系统，主要有悬吊ADCP自动测流、H-ADCP测流、V-ADCP测流等。但上述系统在实际应用中都存在各种条件的限制，很难实现真正意义上的在线测流，此外根据水文测验规范，上述自动测流系统均需要进行人工对比观测，且要求对比测验涵盖高、中、低水，最终建立自动测流与人工比测的相关系数。

本文主要是针对河道测验提出移动雷达波在线监测系统，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于双轨缆道的牵引式雷达波在线测流系统，包括雷达波仪器箱，所述雷达波仪器箱顶部两侧的滑轮分别设在架设在水面上方的两段缆索上；所述雷达波仪器箱左右两侧分别与循环索两端连接；所述循环索由设置在站房内的驱动装置驱动，并带动所述雷达波仪器箱在所述两段缆索上来回移动；所述雷达波仪器箱与站房控制中心通信。

一、系统设备组成

由雷达表面流速仪、雷达运行车、系统控制器、雷达测速控制器、流量计算终端、在线充电箱、蓄电池、无线电台、RTU遥测终端机、水位计（浮子、气泡或雷达）和中心站软件等组成。

二、 系统工作原理

缆道雷达全自动雷达波在线测流系统利用两根间距为300mm、直径≥5mm的304不锈钢钢丝绳做导轨，将雷达波测速探头、双自流电机、雷达测速控制器、锂电池、无线电台等设备安装在雷达运行车内，雷达运行车通过驱动轮和转向轮悬挂在导轨绳上。当雷达测速控制器通过无线电台接收到运行指令，控制雷达运行车内的电机控制指令将雷达运行车运行到测流断面指定位置，然后将到位信息通过无线电台发送给系统控制器，系统控制器再通过电台给雷达测速控制器发送测流指令。雷达测流控制器接收到测流指令后，控制雷达测速探头开始测速测验，并及时将雷达测速探头实测流速数据通过无线电台发送给系统控制器，系统控制器同时采集水位数据，再将水位、流速等数据发送给流量计算终端，实时计算断面流量，从而实现断面无人值守自动测验。当完成测流后，将雷达运行车开回室内，自动对准充电控制箱进行充电。

三、系统特点

主要用于取代浮标法进行较大洪水流量测验，特别适合高流速、多漂浮物情况时流速仪无法入水情况下的流量测验。也可用于巡测、潜水和一般性测流。

1)利用雷达流速仪自动完成测流断面各设定垂线水面流速的自动监测；

2)要求在测站现场完成流量计算，并能查询、显示任意测次流量成果；

3)系统可以根据水位变化自行调整测流垂线数（垂线布设方案可根据客户要求任意设置，远超过3个）；水位计数据可以单独使用，也可以与水情信息采集系统共用；

4)非接触、安全低损、少维护、无泥沙影响、全新便携式测流系统。

5)在洪水期高流速条件下也能进行测验。

6) 精度高、速度快，不受风雨和停电限制，测验数据准确规范。

本套系统的突出优势：

1）、现场设备是一套完整的无人值守的流量测量仪器，可独立完成测量任务，获得流量数据。模块化结构，每部分都很轻便，容易安装、拆卸。方便检修、维护和更换。

2）、功耗小，只需配小容量电池即可满足长期阴雨天连续工作。

3）、双自流电机，系统动力和运行安全更有保障。

4）、可根据不同水位级变化自动进行选择对应的垂线数测流，全自动，可完全满足水文规范的要求，测验精度高。

5）、常规定时施测模式；临时现场手动加测模式；定量加密施测模式等多种预先设置好的施测模式，实现全自动遥测向省中心服务器发送带时间标签的流量数据，确保测得各次峰、谷和完整的水位和流量变化过程。

6）、适用河宽要求：河宽200米及以下的河道，基本上满足所有适合雷达波在线测流的站点。

7）、双轨相对于单轨的优势

（1）流速测验的精度；

（2）雷达车运行的稳定性及安全性；

（3）对雷达测速探头的保护；

（4）自动充电可靠性；

（5）故障检修的便利性。

三、平台功能

中心站管理软件：通过GPRS公网访问省中心服务器；查看测站水位、流量过程线，能在过程线上对突出的点据进行修改，并保留突出点的原始值；在非测流时间，能人工控制增加测次；按水文资料整编规范要求完成日平均流量和日平均水位表推算；查看、修改测站参数和报讯参数；具有测站运行日志管理功能。

四、现场案例

贵州某河流域，现场河流50多米宽，移动缆道式雷达测量系统安装现场。