电波流速仪在明渠截流水文监测中的应用(1)程

摘要：介绍了电波流速仪的测量原理、比测试验分析情况，以及在三期截流龙口流速监测中的应用效果

关键词：电波流速仪 水面流速 截流龙口 三峡工程

1        概述

电波流速仪测量水面流速，通过水面流速系数的换算达到测量河流流量的目的，已在具备电波流速仪环境条件的（如桥梁、缆道吊箱等）小河流水文站使用。该仪器采用无接触测流，不受含沙量、漂浮物影响，具有操作安全，测量时间短，速度快等优点。

三峡工程明渠截流龙口水流条件复杂，能否应用电波流速仪监测龙口流速，没有成功的经验。为此，在充分调研仪器性能的同时，还在截流现场比测试验，论证仪器的适用性，并成功在应用于截流龙口的流速监测。本文简要介绍电波速流仪的测量原理、主要技术指标、比测试验及在截流龙口流速监测的应用效果。

2  电波流速仪的测量原理及技术指标

2.1测量原理

电波流速仪是利用多普勒效应，电磁波在不同介质表面发生反射时当波源、观察者、媒质之间发生相对运动时，引起电磁波频率改变的原理制成。在满足施测条件下，只与媒质（水体）运动速度有关，且只与水体表面水力情况有关，也与水中漂浮物无关。

应用电波流速仪测速时，波源与观察者不动，水体相对运动，引起反射波的频率改变（电波流速仪仅利用反射波），改变量的大小，与水体流动的相对速度有关。发射波频率与反射波频率的差值，就是多普勒频率。用数学公式表示为：

……………………………………（1）

式中，，，。 为多普勒频率，  为发射频率，为接收到的回波频率，为电磁波在空气中的传播速度，为水面流速， 为发射波波长，为发射波与水面方向夹角，由方位角与俯角构成。

电波流速仪发射波呈椭圆状发散在水面，其椭圆形区域大小与测程、电磁波发射角有关，因此电波流速仪测量的水面流速是椭圆形区域的面平均流速，这与机械转子式流速仪测量的原理是不一样的，机械转子式流速仪测得的是点平均流速。同样，电波流速仪也与adcp所得流速也不一样，adcp得到的是断面或垂线流速分布，比电波流速仪更能反映水体各层的流速情况。

2.2主要技术指标

表1                        电波流速仪主要技术指标

共2页: 1