一、系统背景

在水文监测领域，流量资料涉及防洪安全、水文水利计算、水资源评价等多个重要方面，而河流流量测量则是水文工作的关键内容。每年，传统的测流方法需要耗费大量的人力物力，且测流历时时间长、精度不高。阵列式雷达流速仪的出现，为宽河道的流量监测提供了一种高效、准确的解决方案。其应用场景十分的多，可安装在桥梁下方对河道进行监测。无论是天然河流、中小河流及渠道，该系统都能发挥重要作用。例如，在宽度达数十至数百米的天然河流中，阵列式雷达在线测流系统引入多个流速传感器，同时获取多条测速垂线的流速数据，进而实现水位、流速、流量等信息的准确监测。系统还适用于各种野外环境，具有防水、防结露、防雷设计。在水利、环保、交通等领域，为相关部门提供了重要的数据支持，有助于实现对水资源的科学管理和合理利用。

二、系统组成

雷达流速仪：用于非接触测量水表面的流速。

雷达水位计：用于测量桥下河道的水位。

遥测终端机：读取多台雷达流速仪和1台水位的数据并且将这些数据进行汇总按照速度面积法计算过整个过流断面的面积。

三、系统原理

1.流速测量原理

雷达波实现对水流表面流速的非接触式测量主要依靠多普勒效应。当雷达波发射器向水面发射电磁波时，若水面存在运动，反射回来的电磁波频率就会发生变化。这是因为当水流朝向雷达波发射器运动时，反射波频率升高；当水流背向雷达波发射器运动时，反射波频率降低。通过测量这种频率变化，就能计算出水流表面的流速。例如，在实际应用中，雷达测流仪位于水面上方，以一定的俯角向水面发射雷达波，并接收从水面返回的雷达波信号，根据雷达波反射特性和多普勒测速特性，回波信号的频率变化与水面流速成正比关系，传感器通过检测频率变化得到水面流速。

2.流量测量原理

雷达波测量得到水流的流速和水位数据。流速方面，通过雷达流速仪获取表面流速；水位则由雷达水位计测量。然后，依据流速面积法进行流量计算。将测量断面划分成多个小区域，对于每个小区域，根据测量得到的流速和水位数据，结合预先设定的断面参数，计算出该区域的平均流速和过水面积。平均流速可通过表面流速和水利模型转换得到，过水面积则根据水位和断面形状计算。将各个小区域的流量相加，得到整个断面的流量。

流量计算公式为：流量 = 平均流速 × 过水面积。

四、数据处理与分析

数据通过终端机传输至云平台，准确的数据可以通过云平台实时展示，数据可以生成报表，历史存储。云平台以直观的图表、图形等形式将流速、水位、流量等关键信息清晰呈现，方便用户直观了解河道水文情况。用户可以随时登录云平台查看实时数据和历史数据，了解河道流量的变化趋势。同时，云平台还可以根据用户需求生成日报、月报、年报等各种报表，方便用户进行数据分析和总结。通过历史存储功能，用户可以随时查询过去一段时间内的监测数据，为科学研究和决策提供数据支持。