在水資源管理與水利工程監測領域,精確獲取水流信息對于科學決策和有效管理至關重要。雙軌式雷達波測流系統作為一種先進的水流測量解決方案應運而生,它集成了多種精妙設計的設備,每個設備都在整個系統中發揮著獨特且不可或缺的作用,共同為我們揭開水流的神秘面紗,實現準確、高效的水流測量,為水利事業的發展提供了強大助力。
一、雙軌式雷達波測流在線監測系統設備
1. 纜道塔架:作為整個系統的堅實支撐結構,通常由兩根間隔適度(比如 300mm 或者 330mm)、直徑不小于 5mm 的 304 不銹鋼鋼絲繩以及相關支架共同構成,主要作用是承載其他設備在河道上方順利移動。
2. 雷達運行車:驅動輪與轉向輪能夠讓運行車在纜道上平穩行駛,并且可以依照系統指令地抵達指定的測流位置。車體則承擔著安裝其他相關設備的任務,像雷達流速儀、雷達測速控制器、鋰電池、無線電臺等,發揮著承載和保護設備的重要功能。
3. 雷達流速儀:此為系統的關鍵測量設備,借助雷達技術對河流表面流速進行測定。通過發射雷達波并接收反射回來的波,依據多普勒效應等原理計算出水流的速度。
4. 系統控制器:負責整個系統的控制與管理工作,接收來自各個設備的信號和數據,并進行處理與分析。它能夠按照預設的程序和指令,控制雷達運行車的移動以及雷達流速儀的測量等操作。
5. 遙測終端機(RTU):主要負責將系統測量得到的水位、流速等數據進行遠程傳輸。它集成了通信模塊(例如 4G 通訊模塊或者其他無線通信方式),可以將數據發送至遠程的監控中心或者數據接收終端。
6. 水位計:用于測定河流的水位高度。常見的水位計類型有雷達水位計等,其測量的數據與流速數據一同用于流量的計算。
7. 供電系統:為系統中的各個設備提供電力支撐。一般包括蓄電池以及充電裝置,在一些具備條件的地方還可能安裝太陽能電池板等可再生能源供電設備,以確保系統在野外等沒有市電供應的環境下也能夠正常運行。
8. 無線電臺:在系統控制器、雷達運行車、遙測終端機等設備之間進行無線通信,保證數據和指令準確傳輸。
9. 中心站軟件:安裝在遠程監控中心的服務器上,能夠接收測站發送過來的各項信息,對數據進行存儲、分析、處理和展示。用戶可以通過該軟件查看實時數據、歷史數據,生成各種水文報表和分析圖表等。
二、雙軌式雷達波測流系統工作過程
雙軌式移動式雷達波測流系統以兩根間距為 330 毫米、直徑不小于 5 毫米的 304 不銹鋼鋼絲繩作為導軌,把雷達波測速儀、伺服電機、雷達測速控制器、鋰電池、無線電臺等設備安裝于雷達運行車內,雷達運行車憑借驅動輪懸掛在導軌繩之上。
一旦雷達測速控制器經由無線電臺接收到運行指令,便控制雷達運行車內的電機,按照控制指令將雷達運行車運行至測流斷面的指定位置,接著把定位信息通過無線電臺傳送給系統控制器,系統控制器再通過電臺向雷達測速控制器發送測流指令。
雷達測流控制器在接收到測流指令后,操控雷達測速儀開始進行測速測驗,并及時將雷達測速儀實際測得的流速數據通過無線電臺發送給系統控制器,系統控制器同時采集水位數據,然后將水位、流速等數據傳送給遠程終端機,實時計算斷面流量,以此實現斷面無人值守自動測驗。當測流完成后,將雷達運行車開回,并自動對準充電裝置進行充電。
三、雙軌式雷達波測流系統應用領域
水利工程:大壩泄洪量控制與安全保障、水閘(灌溉、防洪排澇、航運)開度調整與水量水位控制。
水資源管理與調配:天然河流斷面監測以支持水資源分配計劃、灌區各級渠道測流用于合理灌溉。
防洪減災:河流易洪區和山區河流的洪水、山洪監測與預警。
城市建設與管理:城市排水管網和排水干渠流量監測防內澇、雨水收集設施流量監測優化利用。
水環境與生態研究:河流生態研究(流速對魚類棲息地、生物繁殖影響)、湖泊水動力研究(湖流與物質輸移混合對水質和生態平衡影響)。
雙軌式雷達波測流系統的各個設備相互協作、相輔相成,猶如一個精密的樂團,共同奏響了水流測量的樂章。它們在水文監測、水利工程建設與管理、防洪減災以及水資源保護等領域展現出了獨特的性能,為人類更好地認識和利用水資源奠定了堅實的基礎,也必將在未來的水利發展歷程中持續發光發熱,創造更多價值。
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