[发明专利]水位流速流量监测一体化装置、监测系统及监测方法

说明书

本发明公开了一种水位流速流量监测一体化装置、监测系统及监测方法，所述装置包括雷达水位测量模块、雷达流速测量模块、风速测量模块和流量计算模块，所述雷达水位测量模块、雷达流速测量模块和风速测量模块分别与流量计算模块连接；雷达水位测量模块，用于非接触式测量河道/渠道的实时水位数据；雷达流速测量模块，用于非接触式测量河道/渠道的实时表面流速数据；风速测量模块，用于测量实时风速数据以校正水面流速；流量计算模块，用于根据水位数据、流速数据和风速数据，结合输入的河道/渠道控制断面相关参数，计算得到当前时刻河道/渠道控制断面的流量大小。本发明可以实时监测河道/渠道的水位和流速，并且可以实现实时的流量监测。

技术领域

本发明涉及一种监测一体化装置、监测系统及监测方法，尤其是一种水位流速流量监测一体化装置、监测系统及监测方法，属于水文监测技术领域。

背景技术

在水文监测中，流量监测是其中的核心内容，也是监测难度最大的一项，传统的监测手段一般需要依靠测量人员下水完成，流量测量工作量大，耗时长，测量效率低下，测量精度与测量人员的经验技术有很大关系，对于洪水时期的流量测量就更难实现了。

随着水利信息化技术的进步，非接触式的测量技术凭借安全高效的测量方式、准确的测量结果等优势得到了长足的发展，雷达式的水位和流速测量装置在国内得到了推广应用，尤其是近年新建的站点。但是，国内基于非接触式的雷达流量测量设备的研究较少，尚未形成成熟的产品。

一方面，雷达流速测量设备测量的是水体表面流速，风速可能影响表面流速，尤其是靠近入海口等沿海河道，从而影响雷达流速测量结果，因此有必要修正流速测量结果。

另一方面，要想推算河道的流量数据，除要获取水位和流速这些水文数据外，还要结合控制断面的高程、糙率、坡降等相关参数，利用该河道河段的水文模型等基础数据，这样才能得到准确的流量大小。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种水位流速流量监测一体化装置，该监测一体化装置结构简单、使用方便，可以实时监测河道/渠道的水位和流速，并且可以根据输入的控制断面相关参数计算出当前时刻的河道/渠道控制断面流量大小，从而实现实时的流量监测。

本发明的第二个目的在于提供一种水位流速流量监测系统，该系统可以遥测功能，方便实现远程流量监测，大大提高了流量测量的效率，提高了测量人员的安全性。

本发明的第三个目的在于提供一种水位流速流量监测方法。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种水位流速流量监测一体化装置，所述监测一体化装置包括雷达水位测量模块、雷达流速测量模块、风速测量模块和流量计算模块，所述雷达水位测量模块、雷达流速测量模块和风速测量模块分别与流量计算模块连接；

所述雷达水位测量模块，用于非接触式测量河道/渠道的实时水位数据；

所述雷达流速测量模块，用于非接触式测量河道/渠道的实时表面流速数据；

所述风速测量模块，用于测量实时风速数据以校正表面流速；

所述流量计算模块，用于根据水位数据、流速数据和风速数据，结合输入的河道/渠道控制断面相关参数，计算得到当前时刻河道/渠道控制断面的流量大小；其中，所述控制断面相关参数包括高程、糙率和坡降参数。

进一步的，所述雷达水位测量模块采用K波段的雷达收发器，调制方式为线性调频连续波调制方式；

所述雷达流速测量模块采用K波段的雷达收发器，调制方式为连续波调制模式；

所述风速测量模块采用风速风向测量仪；

所述流量计算模块采用单片机。