灌區(qū)低成本雷達測流系統(tǒng)的設計與應用
發(fā)布時間:2021-08-06 06:29
流量監(jiān)測是水資源管理的重要措施,在精確測量河道明渠的斷面、各取水口、排水口的流量數(shù)據(jù)方面,具有重要意義。研究提出一種以"操作簡單、性能可靠、經(jīng)濟實用"為目的的灌區(qū)低成本雷達測流系統(tǒng),用以解決傳統(tǒng)灌區(qū)測流精度差、儀器成本高、監(jiān)測點分布廣、需求設備數(shù)量多的問題,降低灌區(qū)測流的整體成本。
【文章來源】:江蘇水利. 2020,(01)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
測流數(shù)據(jù)對比圖
通過雷達流速探頭可以獲取并換算平均流速,通過雷達水位探頭可以獲取并換算水深,斷面流量等于平均流速×水流截面積×岸邊系數(shù)。在灌區(qū)明渠中,常見的灌區(qū)明渠斷面類型有矩形、梯形或者U型;常用的坡地為干、支渠縱坡;2種常用的糙率為混凝土渠壁和漿砌石渠壁。對于這些常見的明渠,其底坡、糙率均是確定的,在斷面的流速分布中,流速具有很強的對稱性,而且灌區(qū)斷面上、下游順直段較長,且斷面左右對稱,流速分布具有對稱性好的特點。根據(jù)斷面形式、底(縱)坡和糙率對流速場分布進行修正;使用的湍流數(shù)學模型主要是RNG(重整化群)к-ε模型,計算精度高,數(shù)值穩(wěn)定性好,計算數(shù)據(jù)量適中。3 系統(tǒng)架構(gòu)
雷達流量監(jiān)測站是參照“無人值守、有人看管”的管理模式建設而成,以智能自動測流RTU終端作為數(shù)據(jù)的采集和傳輸單元,實現(xiàn)水情信息的自動采集和遠程傳輸,同時配置通信終端、供電系統(tǒng)、避雷設備等。監(jiān)測站所用RTU內(nèi)置有FAMM模型,可通過預先設定的斷面參數(shù),將所測得的表面流速轉(zhuǎn)化為斷面平均流速。同時,根據(jù)雷達流量計實測水位數(shù)據(jù),結(jié)合斷面幾何參數(shù),可自動推算出斷面面積,再根據(jù)流速面積法公式,即可求得流量。除此之外,該RTU終端內(nèi)嵌的遙測協(xié)議具備極強的兼容性,可兼容使用《水文監(jiān)測數(shù)據(jù)通信規(guī)約SL651-2014》的水文水資源中心站平臺,并支持對其他通訊協(xié)議的擴展。圖3 二合一雷達流量計工作原理
【參考文獻】:
期刊論文
[1]雷達波測流儀在李家村水文站水面流速系數(shù)確定試驗中的應用分析[J]. 魯秉曉,馬龍劍,慶文生. 地下水. 2019(05)
[2]水文纜道耦合雷達波在線測流系統(tǒng)應用研究[J]. 李子龍,解傳奇,鄧啟勇. 長江工程職業(yè)技術學院學報. 2019(01)
[3]淺析我國灌區(qū)排灌站流量計算方法及監(jiān)測技術[J]. 周克志,胡錦輝. 陜西水利. 2018(S1)
[4]非接觸式雷達測流技術在陽朔水文站的應用[J]. 周凌蕓,潘仁紅. 廣西水利水電. 2014(02)
[5]基于K波段的雷達水位計設計[J]. 周密,龐超. 中國農(nóng)村水利水電. 2013(06)
[6]基于GPRS的灌區(qū)明渠測流系統(tǒng)研究與設計[J]. 郭榮祥,馬磊,馬和平. 自動化與儀器儀表. 2010(05)
本文編號:3325259
【文章來源】:江蘇水利. 2020,(01)
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
測流數(shù)據(jù)對比圖
通過雷達流速探頭可以獲取并換算平均流速,通過雷達水位探頭可以獲取并換算水深,斷面流量等于平均流速×水流截面積×岸邊系數(shù)。在灌區(qū)明渠中,常見的灌區(qū)明渠斷面類型有矩形、梯形或者U型;常用的坡地為干、支渠縱坡;2種常用的糙率為混凝土渠壁和漿砌石渠壁。對于這些常見的明渠,其底坡、糙率均是確定的,在斷面的流速分布中,流速具有很強的對稱性,而且灌區(qū)斷面上、下游順直段較長,且斷面左右對稱,流速分布具有對稱性好的特點。根據(jù)斷面形式、底(縱)坡和糙率對流速場分布進行修正;使用的湍流數(shù)學模型主要是RNG(重整化群)к-ε模型,計算精度高,數(shù)值穩(wěn)定性好,計算數(shù)據(jù)量適中。3 系統(tǒng)架構(gòu)
雷達流量監(jiān)測站是參照“無人值守、有人看管”的管理模式建設而成,以智能自動測流RTU終端作為數(shù)據(jù)的采集和傳輸單元,實現(xiàn)水情信息的自動采集和遠程傳輸,同時配置通信終端、供電系統(tǒng)、避雷設備等。監(jiān)測站所用RTU內(nèi)置有FAMM模型,可通過預先設定的斷面參數(shù),將所測得的表面流速轉(zhuǎn)化為斷面平均流速。同時,根據(jù)雷達流量計實測水位數(shù)據(jù),結(jié)合斷面幾何參數(shù),可自動推算出斷面面積,再根據(jù)流速面積法公式,即可求得流量。除此之外,該RTU終端內(nèi)嵌的遙測協(xié)議具備極強的兼容性,可兼容使用《水文監(jiān)測數(shù)據(jù)通信規(guī)約SL651-2014》的水文水資源中心站平臺,并支持對其他通訊協(xié)議的擴展。圖3 二合一雷達流量計工作原理
【參考文獻】:
期刊論文
[1]雷達波測流儀在李家村水文站水面流速系數(shù)確定試驗中的應用分析[J]. 魯秉曉,馬龍劍,慶文生. 地下水. 2019(05)
[2]水文纜道耦合雷達波在線測流系統(tǒng)應用研究[J]. 李子龍,解傳奇,鄧啟勇. 長江工程職業(yè)技術學院學報. 2019(01)
[3]淺析我國灌區(qū)排灌站流量計算方法及監(jiān)測技術[J]. 周克志,胡錦輝. 陜西水利. 2018(S1)
[4]非接觸式雷達測流技術在陽朔水文站的應用[J]. 周凌蕓,潘仁紅. 廣西水利水電. 2014(02)
[5]基于K波段的雷達水位計設計[J]. 周密,龐超. 中國農(nóng)村水利水電. 2013(06)
[6]基于GPRS的灌區(qū)明渠測流系統(tǒng)研究與設計[J]. 郭榮祥,馬磊,馬和平. 自動化與儀器儀表. 2010(05)
本文編號:3325259
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