雷達流量計監(jiān)測灌區(qū)流量的應用

我國陸地面積約960萬平方公里，大部分地區(qū)受季風影響，形成東南多雨、西北干旱和夏秋多雨、冬春干旱的特點。以多年平均降水量400mm的等雨量線為界，全國由東北斜向西南北分為東西兩部分。東部濕潤多雨，是主要的農(nóng)業(yè)區(qū)，全國90%左右的人口和耕地都集中在這一地區(qū)；西部屬于干旱、半干旱地區(qū)，沒有灌溉就很難發(fā)展農(nóng)業(yè)。全國大部分地區(qū)降水量在年際、年內(nèi)季節(jié)分布上很不均勻。根據(jù)降水量的大小和農(nóng)作物對灌溉的要求，可將全國分成常年、不穩(wěn)定及補充灌溉地帶等三個不同的灌溉地帶。

隨著歷史變遷，我國的灌溉發(fā)展歷經(jīng)興衰。到1949年我國農(nóng)田灌溉基礎仍舊十分薄弱，全國灌溉總面積約為0.16億平方公里，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本上靠天吃飯。新中國成立后，我國的灌溉事業(yè)得到了迅速發(fā)展。分析40來年的數(shù)據(jù)（見表1），不難看出，我國的農(nóng)業(yè)的發(fā)展在很大程度上依賴于灌溉的發(fā)展。

從述資料中可以看出，灌溉面積的增減與糧食產(chǎn)量有密切關系，且往往具有一定的超前作用。40多年來，我國人口增長了1倍，人均耕地減少了50%，但人均灌溉面積卻增加了50%，全國糧食總產(chǎn)量凈增2.6倍，其中占全國總耕地面積不足40%的灌溉土地上生產(chǎn)出了占全國總產(chǎn)量80%的糧食。盡管糧食增產(chǎn)是各種農(nóng)業(yè)技術措施綜合作用的結(jié)果，但灌溉的發(fā)展所起的主導作用則是勿庸置疑的。

本文主要是針對現(xiàn)在灌渠量水監(jiān)測提出一整套方案。

根據(jù)對灌區(qū)的實際環(huán)境多為小渠道1-5米寬，5米深的渠道，的流量計為雷達流量計。它可以測量整個斷面的平均流速，水位，過流面積，瞬時流量，累計流量。相較于其他幾種傳感器，其測量的精度更高，各種渠道形態(tài)的斷面，例如：矩形，梯形，三角形，U形或者非規(guī)則渠道均可以測量。初次使用時只需將渠道的參數(shù)配置進控制器內(nèi)即可。控制器可以自動根據(jù)水位換算出過流面積。

非接觸式雷達流量測量采用速度面積法測流，利用雷達流速儀測量流速V，利用雷達水位計測量水位H，預先在控制器設置的渠道參數(shù)，控制器可以利用水位自動換算出過流面積S，流體的流量公式為：

Q= V×S

其中V- - - -流速 S- - - -過流面積Q- - -瞬時流量

由于采用了速度面積法測流，其可以適用于任何形態(tài)的斷面。

優(yōu)點：

（1）測量精度高，流速精度可達測量流速的±1%。

（2）采用速度面積法測流， 可以適用于各種形態(tài)斷面或者非規(guī)則斷面的水流量測量，不需要修建相應的堰槽。

（3）使用簡單，只需要將設備固定在渠道上方對著水面即可完成測量。

（4）平面微帶雷達非接觸式測量，不受氣候、泥沙及漂浮物影響。能夠適應復雜情況，不受高水位、垃圾、淤泥、植被等影響，適合各種野外環(huán)境。

現(xiàn)場案例：