宽河道雷达流量一拖多监测系统方案

一、项目背景

     流量监测是水文监测、水资源分配和环境监测治理的重要要素，其功能是为精确测量特定河流断面、各取水口流量的实时数据，为科学调度和决策提供基础数据。

     本系统的建设，对相关行业的意义主要体现在以下方面：

   (1)雷达流量监测系统：建设本系统的思想内核是借助雷达测流技术，结合人性化的设计理念，构造一套稳定性高、维护方便的测流系统。

（2）雷达流量计内嵌了流量模型，借助于内置的模型，用户可以输入河流的断面信息以及相应的边界条件，流量计直接输出流量数据；

 （3）维护方便：该系统采用非接触的方式测量流量，不受泥沙、水草、河流内容物的影响，可以远程实现设备的升级和维护，大大节约了维持成本。

（4）操作方便的可视化的配置软件：内嵌的模型可以采用可视化的方式进行配置，智能方便。

     雷达流量监测系统是采用先进的监测测技术、传输技术实现远程监控，旨在实现对各监测工作站的数据收集整理，通过图表等将水文数据可视化，以便于管理员做出对应决策。

二、总体架构   

     雷达流量监测系统将建设成由采集服务器通过数据采集软件采集由一台流量计和多台流速仪构成的水位/流速/流量监测系统进行分析处理，实现实时监控水流量的变化，各级监控中心（省、市、县）通过GIS平台综合监控所有流量监测站点的水位、流速和流量情况，以达到流量监控预警的目的。

三、系统组成及功能 

     雷达流量监测站以无人值守、有人看管的管理模式建设。多台流速仪通过RS485总线与雷达流量计连接，雷达流量计通过RS485接口与数据采集终端（RTU, Remote Terminal Unit）连接，RTU与远端的监测平台进行无线通信，实现水情信息的自动采集和远程传输。雷达流量计整个监测站点与PC端调试软件的接口，将雷达流量计与配套的PC端调试软件连接，可对这个监测站点进行参数设置，包括各个测流分区的划分以及各台设备工作参数的设定。实际配置中还应根据监测点实际条件配置供电设备、避雷设备以及必要的安装设施。

自动监测流量站设备组成结构

     根据河流断面特点，综合考虑河流河床高程分布以及全断面流态分布，将整个流量监测断面划分为若干的测流分区，每个测流分区部署一台流速仪。雷达流量计可部署于任何一个测流分区。

     雷达流速仪是采用先进的24G K波段平面雷达技术，通过非接触的方式测量水体的流速。每一台流速仪所测得的流速值对应其所在测流分区的流速。每一台流速仪通过RS485总线与雷达流量计连接和通信。

     雷达流量计是一款基于微波技术的全自动流量计，它采用先进的24G K波段平面雷达技术，通过非接触的方式测量水体的流速和水位，根据内置的软件算法，计算并输出实时断面流量及累计流量；该产品具有功耗低、体积小巧、可靠性高、维护方便的特点；测量过程不受温度、泥沙、河流污 染物、水面漂浮物等因素的影响。雷达流量计的组成包括：雷达流速传感器、雷达水位（液位）传感器、流量积算模块、安装支架组成。根据雷达流量计所测得的水位，结合每个测流分区的河床断面高程，即可得到整个流量监测断面各个测流分区的水位值。雷达流量计测得的流速值对应其所在测流分区的流速值。

     雷达流量计依据所测断面的流速及断面面积计算流量，是在不改变河流边界的条件下准确测量流量的一种较好的非接触式测量方法。雷达流量计通过RS485总线读取各个流速仪测得的流速值，并根据内置模型，将各个测流分区的表面流速转换成相应测流分区断面的平均流速。结合各个断面的几何参数及水位，雷达流量计计算出整个断面的瞬时流量，并自动统计累计流量

     雷达流量计可以通过RS485的方式传输测量结果，也可以通过集成的无线Lora技术实现3公里以内的数据传输，或者通过集成的RTU通过4G等无线技术实现与远端监测平台的通信。