超高频雷达流速流量在线实时监测技术

任务来源：计划外项目

技术领域：

技术来源：

技术简介

该成果基于水重力波对无线电波的Bragg散射机理和无线电多普勒测速原理，雷达通过向河水表面发射波长长度约为1米的超高频无线电波，接收从河水表面散射回的电磁波，形成现场矢量流场，结合选定的断面数据、水位等信息，反演河道流量。可实现河道表面流的低流速探测，流量反演总体误差小于5%。适用于自然河道、水工河道、感潮河段等各种大中型河道的表面流场监测。

主要性能指标

（1）工作频率：340M赫兹；（2）测量河流宽度：30米至500米；（3）距离分辨率：10米至30米；（4）矢量流场网格分辨率：10米×10米；（5）流速测量范围：2.0厘米/秒～800厘米/秒；（6）表面流速分辨力：2.0厘米/秒；（7）流量测量误差：<5%。

技术特色

通过相干累积技术，实现河道表面流的低流速探测。通过自适应通道校准，实现高精度回波角度测量，进而实现大范围流场探测。使用的电磁波穿透能力较强，雨、雾、风等气象条件几乎不影响雷达有效探测距离。具备多站组网探测功能，可探测矢量流场，适用于感潮河道和其它非顺直复杂流态的河流探测。

推广情况

已在汉江、金沙江、湄公河、京杭大运河、钱塘江、灵江、淮河、大汶河、白洋河、大沽河等十余条大中型河流建立了超高频雷达站，实现在线自动流速流量监测。

典型案例

案例1：在老挝国家水资源信息数据中心示范建设项目（一期）应用，数据中心站位于老挝自然资源与环境部气象水文司的工作机房内，单站雷达测量的径向流场和气泡水位计测量的断面水位均通过4G网络发送到中心站中，进行双站矢量流合成，并提取出断面表层流速，最后根据站点实测水位和断面高程，结合断面数据使用部分面积法计算出断面流量。案例2：在仙桃水文站应用，安装了二台超高频雷达系统和一台数据中心。二台野外站雷达安装于水文站同侧岸边，二者相距120米左右，雷达系统利用太阳能供电，数据中心站安装于江汉分局。从2017年12月安装完成至今，该二台雷达主机系统一直稳定连续工作。

联系我们

负责人：文必洋

/ 13971315402

武汉大学

,