河北省水文测报能力提升建设项目为国家“十四五”期间水文基础设施建设重点项目,建设聚焦“监测全覆盖、技术现代化、服务精准化”目标。无线时差法测流系统能够全自动实时测验河道内水位流量变化,为构建数字化平台,重点流域洪水预警能力和区域防洪减灾筑牢智慧屏障提供可靠的数据保障。
在测流断面上分布多条水平声道,采用超声波时差法原理获取断面内的多层平均流速,从而定义流速的垂直剖面图,利用“平均断面法”计算出横断面各部分的平均流速,配合实时水深数据采用流速面积法得到各部分的流量,对流量进行求和获取总流量。无线时差法测流系统无需人工操作,可实现全断面实时在线测验,实时显示瞬时流量、累计水量、多层流速、水位、水温等数据。
(1) 多声道布设覆盖流道全断面,无线通讯测验范围广。
适应河宽范围(0.3-2000)m,无需跨越河道走线;根据水文测验规范要求,在河道的不同高程布设多组换能器,每组换能器对应一条“测量声道”,组成覆盖流道断面的测验传感矩阵。
(2) 波形识别算法应用。
无线时差法测量系统根据每条测量路径,对多组线流速数据进行加权计算,得到整个流道截面的“面平均流速”。多声道通过多路径覆盖,可捕捉到偏流、涡流的流速分布,通过波形识别算法,有效识别直达波,提高低流速、小流量测验精度。
(3) 实现冰期输水测验。
不受冬期结冰影响:冬季河道时常会出现水流结冰形成冰盖、流凌等情况,无线时差法测量系统可在冰期输水稳定测验; 设备供电稳定,可采用太阳能供电系统/市电双切换;不受降雨、刮风恶劣天气的影响。
无线时差法测流系统集数据采集、智能存储、精准处理、深度分析、稳定传输、远程通信于一体,具备集成度高、适应性强、运行可靠、维护便捷等优势,可有效提升水文测验自动化、智能化水平,在河道流量测验、水利工程调度、水资源管理、防汛抗旱预警等关键场景中应用价值显著,具有广阔的市场空间与重要的推广应用前景。