手持電波流速儀在洪水流量測驗中的應用與分析

許春生

（吉林省水文水資源局通化分局，吉林 通化 134000）

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手持電波流速儀在洪水流量測驗中的應用與分析

許春生

（吉林省水文水資源局通化分局，吉林 通化 134000）

摘要：電波流速儀在水流量測量中發揮著極為重要的作用，尤其是手持電波流速儀的出現，可以有效改善水流量測量的工作條件，對順利開展巡測和間測工作有著十分重要的作用。從手持電波流速儀的基本特點出發，討論手持電波流速儀在洪水流量測驗中的應用。關鍵詞：手持電波流速測量儀；洪水流量；特點；應用；分析

電波流速儀是一種新型儀器，具有遠距離、無接觸、自動顯示水面流速的特點。手持電波流速儀又被稱為雷達測速槍，它是由美國電子公司制造的專業測速儀器，這種測速儀器一般用于野外巡測、洪水及泥石流等應急的測量和測驗，尤其是在洪水水流量測驗中，可以充分發揮其重要作用，確保洪水流量測驗結果的準確性和可靠性。手持電波流速儀相比傳統電波流速儀在性能上有了進一步的優化，它的主要優點是自動化程度高、性能可靠及工作穩定，將其用于應急測量工作中，可以為應急測量工作有序開展提供充分的保障。

1　手持電波流速儀的基本特點和工作原理

1.1手持電波流速儀的基本特點

相比傳統電波流速儀，手持電波流速儀具有無可比擬的優勢，它的主要特點可以分為八個方面：第一，手持電波流速儀主要是供單人使用，所以重量比較輕，總重量大約為1.3kg，既可手持進行測量，也可使用三腳架進行測量。第二，可使用時間長，這種電波流速儀應用電鎳氫電池，可連續使用8h，對于長時間的洪水流量測量工作具有重要意義。第三，手持電波流速儀內部裝置有垂直角感測器，它可以自動修正垂直角，確保測驗結果的準確性和可靠性。第四，它的水平角可以人工置入，利用這種置入方式進行余弦補償，進一步提高檢驗結果的準確性。第五，手持電波流速儀的顯著優勢是可以自動感應水流方向，可以為洪水流量測量工作有序開展提供充分保障。第六，具有防水功能，可以避免洪水測量工作對設備的損壞。第七，可以自行調節儀器的敏感度。第八，手持電波流速儀操作簡單，可以測驗出瞬時流速，甚至測量出洪水流量的平均流速。

1.2手持電波流速儀的工作原理

手持電波流速儀由三個部分組成：探測器、數據處理及電源。利用探測器向水面發射電磁波，并接收由水面反射回來的電磁波。根據多普勒效應，在發射電磁波和接收電磁波的頻率之間存在一個差率，根據這個差率就可以計算出洪水流量的水面流速。計算公式為：V=fd*C/2f0*1/Cosθ，其中V指的是水面流速，f0指的是發射電磁波的頻率，fd指的是接收電磁波的頻率，C指的是電波在空氣中的傳播速度，而θ指的是電磁波與水流之間的夾角，這個夾角由俯角和方位角組成。

在洪水流量測量工作中，將手持電波測量儀檢驗出的數據代入到計算公式中，就可以計算出水面的流速，完成洪水流量測量工作。值得注意的是，利用手持電波流速儀進行洪水測量時，必須保證測量范圍在0.5～15m/s，工作環境需要保持在0℃～45℃，只有這樣才能確保測驗結果的準確性。

2　手持電波流速儀在洪水流量測驗中的應用

2.1手持電波流速儀在洪水流量測驗中的測量方法

本文主要以梅河口（二）水文站為例，分析手持電波流速儀在洪水流量測驗中的應用，梅河口（二）水文站位于吉林省梅河口市境內，屬于第二松花江系上游區。該水文站的控制集水面積為1 638km2，河道的總長度大約為176km，整個流域的形狀為扇形，水文站的上游有1座大型水庫，2座小型水庫。在該水文站洪水流量測驗工作中，為了減少測速的誤差，對每一個測點進行了至少2次測量工作，對測量結果計算平均值，將平均值作為測點的水面流速。對水文站斷面流量的計算需要用總面積減去流速，而對水面流速系數的分析則采用船測資料法。

2.2手持電波流速儀在洪水流量測驗中的應用

在梅河口（二）水文站洪水流量測驗工作中，對高水部分的測量次數為8次，測出了它的準確水位變幅和流速變幅，并設定了測點的方位角和俯角，保證各項技術指標都在儀器的性能范圍內。

通過對手持電波流速儀在洪水流量測驗中應用的合理性分析，可以將其分為三方面：第一，從測點的流速記錄可以看出，每個測點的流速在多次測量中的結果基本保持一致，離均差都保持在一定范圍內，這說明手持電波流速測量儀測驗出的結果具有合理性，符合實際洪水流量的情況。第二，在各次流量的橫向分布上，洪水流量的變化規律基本保持一致，并與斷面轉折的變化相應，說明流速在橫向分布上的規律也是合理的。第三，利用關系曲線進行分析，發現水量流速的測驗結果精準度非常高，與實際水位相適應。

總之，通過手持電波流速儀在梅河口（二）水文站洪水流量測驗中的應用可以看出：第一，手持電波流速儀易操作、安全性高，且不受泥沙以及漂浮物的影響，可以確保測驗結果的準確性和可靠性。它是可以改善工作條件、減輕工作負擔的有效測量儀器。第二，手持電波流速儀的性能比較好，非常穩定，可以滿足任何工作情況下的技術規范要求，對這種儀器的推廣使用具有現實意義。第三，手持電波流速儀的構造比較簡單，重量比較輕，操作起來比較方便，可以為洪水流量測驗工作的有序開展提供充分的保障，還可以保障安全，提高測驗工作效率和工作質量，具有非常重要的現實意義。但是，由于水文站地勢環境的問題，為保障測驗工作人員的生命安全，在進行洪水測量檢驗工作時，需要配備專門的測流車，只有這樣才能確保洪水流量測驗工作有序開展，充分發揮洪水流量測驗工作的重要意義，為我國應急救災工作提供科學的理論依據。

3　結語

手持電波流速儀具有非常顯著的優勢，將其應用于我國的洪水流量測驗工作中，可以有效提高測驗結果的準確性和可靠性，將測驗結果應用于應急救災計劃中，可以為計劃的制定提供科學的理論依據，對實現我國洪水流量測驗工作目標具有非常重要的意義。

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Application and analysis of handheld electric wave flow velocity current meter in volume of flood test

XU Chun-sheng

(Tonghua Branch Office of Hydrology and Water Resources Bureau of Jilin Province,Tonghua 134000,China)

Abstract:The electric wave flow velocity current meter plays an extremely important role in volume of flood flow velocity measurement,especially the appearance of hand-held electric wave current metercan effectively improve the measured operating conditions of water flow velocity and smoothly carry out patrol measurement and indirect measurement.From the basic characteristics of hand-held electric wave flow velocity current meter,this paper discussed the application of hand-held electric wave flow velocity current meter in volume of flood test.

Key words:Handheld electric wave flow velocity current meter;Volume of flood;Characteristics;Application;Analysis

中圖分類號：P332.4

文獻標志碼：A

文章編號：1674-8646（2016）08-0040-02

收稿日期：2016-02-11

作者簡介：許春生（1975-），男，吉林梅河口人，從事水文水資源研究。