宽河道流量监测,阵列式测流,水文缆道测流,阵列式雷达流量计,缆道测流,移动式雷达波测流系统

宽河道水流量在线监测,阵列式测流,水文缆道测流

一、建设背景

在水文水利行业现代化发展进程中，天然河道（河流）作为水资源调配与生态平衡维系的核心纽带，其水流监测的精准性与时效性，直接影响着区域经济社会发展与生态安全格局。河道是流域防洪工程体系的重要组成部分，也是国家水网重要节点，在防洪、供水、发电、生态等方面都发挥着不可替代的重要作用。近年来，部分水库河道因生态流量不足造成下游河段减水、脱水甚至干涸，一定程度上影响了河流的正常生态功能和群众的生活、生产活动。

从政策导向来看，国家高度重视水利信息化建设，《“十四五”水安全保障规划》明确提出，要加快推进水文监测现代化，提升大江大河、重要支流等关键水域的监测能力，构建智慧水利体系。2023年发布的《关于加强数字孪生流域建设的指导意见》进一步强调，需实现河道水流等关键要素的实时感知与精准监测，为防洪调度、水资源管理提供数据支撑。同时，在“双碳”目标与生态文明建设战略驱动下，准确掌握宽河道生态流量，保障河道生态用水需求，成为维护水生态系统健康的重要任务，对水流在线监测技术提出了更高要求。随着数字经济与物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的深度融合，水利行业正加速向数字化、智能化转型。宽河道水流在线监测作为智慧水利建设的重要基础，传统人工测量与单点式监测设备已无法满足实时、全面、智能的监测需求，亟需引入先进技术与设备，构建新型监测体系，以适应行业发展趋势与政策要求，推动水利行业高质量发展。

二、阵列式雷达波测流系统

阵列式雷达在线测量系统，可以使用在宽河道的流量监测，其安装简便，可以替代人工测流。阵列式雷达在线测流系统，是针对宽断面河道场景开发的实时在线测流系统，适用于宽度达数十至百米的天然河流，或因水闸、弯道等造成断面流速不均匀情况的中小河流及渠道。阵列式雷达在线测流系统，引入多个流速传感器，同时获取多条测速垂线的流速数据，进而实现水位、流速、流量等信息的准确在线监测。

三、移动式自动雷达波测流系统

移动式自动雷达波测流系统是针对宽断面河道场景开发的实时在线测流系统，适用于宽度达几十至几百米的天然河流，或因水闸、弯道等造成断面流速不均匀情况的中小河流及干渠。自动雷达波在线测流系统，引入全自动雷达运行车，同时获取多条测速垂线的流速数据，进而实现水位、流速、流量等信息的准确监测。

系统采用非接触式测流方式，主要由雷达波流速仪、雷达运行车、系统控制及流量计算系统、数据遥测系统（含RTU）、恒流恒压充电控制系统、超短波电台、水位计、太阳能供电系统、配套支架和中心站管理软件等组成。利用两根间距为300mm、直径≥5mm的304不锈钢钢丝绳做导轨，将雷达波流速仪、步进电机、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。通过雷达测速控制系统和无线电台运行指令，控制雷达波流速仪到指定垂线测流，并将实测流速数据发送给系统控制器，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。

四、测流系统对比

（一）安装形式

1、阵列式雷达波测流系统

安装形式更多样化，可以借助现场已有桥梁、测流钢架桥等有利条件安装，也可以两岸竖立塔架或者立杆安装；并且安装过程中，对不锈钢钢丝绳双轨缆道的水平度和下垂要求低于移动式自动雷达波测流系统。

2、移动式雷达波测流系统

安装形式主以双轨不锈钢钢丝绳缆道为主，两岸竖立塔架或者立杆安装。对混凝土基础、双轨缆道的水平度和下垂要求较高。

（二）垂线数量

1、阵列式雷达波测流系统-某几个固定点位的垂线

阵列式雷达波测流系统测量垂线数据主要依赖于雷达流速仪数量，在宽的天然河道中，数量3或及以上，流速仪数量越多即测量垂线更多，测量的流速更具有代表性，根据河宽及项目预算来定。

2、移动式雷达波测流系统-多达64条自定义垂线位置

移动式雷达波测流系统，采用雷达运行车搭载雷达流速仪在双轨不锈钢钢丝绳上来回运行，可以停在河道断面上面缆道的任意位置，测量垂线多达64条，可以更完整的覆盖宽河道断面垂线，并且垂线位置（小车停留点）可以灵活设置调整，测量精度更高。

（三）相同点

1、两种测流系统都是基于多垂线和流速面积法计算流量；

2、两种测流系统主要测量设备都是雷达流量计（雷达流速仪），基于电磁波的多普勒原理测量，非接触式测量后期使用维护工作量小，无惧泥沙含量大，特别是适合高洪防汛等场景；

3、两种测流系统，都可以采用市电/太阳能/混合双供电系统，

4、两种测流系统，都可以支持4G/以太网/北斗卫星等多种通信方式，保障数据上传的稳定性和安全性。