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武汉水测家流量测量计算原理

武汉水测家科技作为一家专注于水文水利、气象环保及物联网等领域监测设备的研发生产商，公司通过了质量管理体系认证，自主研发的产品有多普勒超声波流量计、便携式多普勒超声波流量计、雷达流速仪、雷达水位计、雷达流量计、遥测终端机、自动雷达波测流系统和阵列式雷达波测流系统等设备，公司积极参数现代化水文水利项目，助力水利事业建设！

武汉水测家科技研发生产的多款流量计产品，应用最广泛的如多普勒超声波流量计、雷达流量计和各测流系统，流量计算的核心是基于流速面积法，通过多种规则断面和非规则断面算法实现水体过流面积精准测量，基于高精度水位和流速传感器，科学合理有效的进展流量计算和监测，保障数据真实有效。

一、垂线流速

一般在线测流时，通过雷达流量计无法测量不同深度的流速，所以一般单点测速我们会选择0.6倍水深处的流速，而雷达流速仪测量的是表面流速，想要更高的精度需要进行人工校核补偿。

大段面测流

大断面数据就是河道的剖面坐标数据，通常需要人工测绘得到，在有缆道铅鱼的水文站可以通过铅鱼进行测量，没有水文站的河道可以通过测深仪进行测量。

大段面成果表

SCJ-RTU01遥测终端机中导入大断面数据

二、岸边系数

 由于岸边可能存在回水或死水位，以及岸边的粗糙程度不一样，需要一个经验系数进行补偿，通常的岸边系数取值如下：

水位

水位通常是通过岸边站的水位计测量得到，根据现场的环境，使用不同的水位计，有垂直岸边的可以选择非接触的雷达水位计，如果是岸边坡度很缓，可以选择气泡水位计或者压力水位计，水位与大断面坐标以及垂线位置可以将大断面的过流面积分割成小的区域面积。

三、单垂线流量计算

流速面积法：Q（瞬时流量）=V（流速）*S（过流面积）

第一步，根据项目现场测流的断面，利用全站仪或RTK等测量工具测量断面数据，也可以找相关管理单位要断面数据；将断面数据拿到后整理表格导入到遥测终端机中；

第二步，遥测终端机内部非规则断面算法，根据测量的水深，自动计算出当前水深下过流面积；

第三步，瞬时流量等于流速乘以过流面积，即可得出流量数据。

四、多垂线流量计算

多垂线区域示意图

多垂线测流的流量计算

首先我们需要采集到水位H，然后采集到每个流速垂线的垂线流速，也就是通过在每个测流垂线位置安装流速仪来采集到的原始流速，原始流速通过系数补偿（不是必须的）得到垂线流速，如上图所示，3个测流垂线，假设3个垂线的流速分别为v1,v2,v3，4个区域面积分别为s1,s2,s3,s4,那么首先我们需要计算4个区域的平均流速，平均流速的基本计算方式为：岸边的平均流速是靠近岸边的垂线*岸边系数得到，中间两个垂线间的平均流速是两个垂线流速相加然后除2得到，假设4个区域的平均流速为va1,va2,va3,va4,起点岸边系数为a1,终点岸边系数为a2，那么4个平均流速计算方式如下：

va1=v1*a1；

va2=(v1+v2)/2；

va3=(v2+v3)/2；

va4=v3*a2；

4个区域的面积需要通过大断面坐标与垂线位置以及水位计算得到，在水测家遥测终端机中集成了算法，这个算法一般不需要人工进行计算。

现在需要将4个区域的瞬时流量q1,q2,q3,q4进行计算，计算方式为速度乘以面积：

q1=va1*s1；

q2=va2*s2；

q3=va3*s3；

q4=va4*s4；

上面计算得到了每个区域的瞬时流量，那么我们可以计算得到整个断面的平均流量q，以及断面平均流速va,断面过流面积s，计算方式如下：

q=q1+q2+q3+q4；

s=s1+s2+s3+s4；

va=q/s；

五、遥测终端机设置

使用配置助手连接遥测终端机，在【断面与测流垂线设置】中设置大断面数据以及垂线位置，以及每个垂线对应的流速仪的通讯地址，配置如下：

之后设置好水位计，选择水位计型号，安装高度，高程等，即可正常开始采集与计算，通过多垂线的方式进行流量采集计算。

最后可以通过水测家云平台进行数据查看，遥测终端机RTU也可以进行数据存储于导出，生成标准的报表。

历史数据与垂线流速流量报表