摘要：黄河流域面积十分广阔，我国很多省市都受到了黄河的滋养。但是在我国悠长的发展历史中，每次黄河决堤都给国家和人民带来了巨大的损失。所以，我国将黄河水文监测作为重点工作。通过近几年水利水文专业技术人员的不懈努力，我国水利部门掌握了十分丰富详实的黄河水文监测资料，并且相关监测技术也得到了长足的发展。尤其是以电波流速仪为代表的监测技术，更是在提高监测精度的基础上，解决了传统监测技术所存在的问题，因此对电波流速仪在黄河水文监测中的运用进行深入研究，对于未来黄河水资源管理有着重要的意义。
关键词：电波流速仪；黄河；水文监测
随着技术的发展，黄河水文监测技术逐渐从人工监测转变为自动化、数字化的方向发展，并且我国水利部门还针对黄河水文监测工作特点，融入了卫星通信技术等等先进的水文监测技术。而电波流速仪这种技术，由于其本身不会受到黄河高含沙量以及流量计的影响，所以在黄河水文监测中体现出了显著的优势。并且，这种技术在恶劣天气也能保持相对稳定的工作状态。
一、测量原理及技术指标
（一）测量原理
多普勒效应是电波流速仪主要应用的技术原理，当电动流速仪、媒介以及波动源之间出现相对运动状态时，那么在不同流速表面上，仪器所释放的电磁波则会发生不同的反馈反射，因此设备接收到的电磁波，其频率也会有明显的区别。那么，如果实验条件能够满足实际要求，就可以发现电磁波的变化只与水流速度有着密切的关系，同时也仅仅与河流表面情况有关，因此能够排除水中泥沙以及漂浮物对测量所造成的影响。
在运用电波流速仪开展流速测量工作时，如果测量点和波源没有出现相对位置的变化，仅仅是水流发生相对运动，所以反射波的频率会在这种情况下发生变化，同时电波流速仪由于只能运用反射波的相关数据，同时水流相对熟读会直接影响反馈数据的大小，而通过计算发射波频率与反馈频率的差值，我们就可以得到多普勒频率。
在水面上，电波流速仪所发射出的波会以发散的形式形成一个椭圆形的区域，电磁波发射角是影响椭圆区域面积的主要因素。因此，我们可以知道电波流速仪所测量的流速，为这个椭圆形区域面积的平均流速。由此可见，相比传统流速仪测量来说，这种技术手段的测量思路完全不同，传统测量方式仅仅能够反映出点平均流速的数值。
（二）技术指标
目前，美国的卡托电子公司生产的电波流速仪是黄河水文监测中主要采用的设备，仪器型号读欧威SVR-VP，该仪器能够测量0.2~14m/s的水流速度，其最大有效测程能够达到250m，其发射角为13°，电波频率为26GHz。
二、电波流速仪的黄河水文监测实验
本文借鉴了某单位所开展的黄河水文监测实验，并根据其实验情况进行了简要的分析和讨论。
（一）测站情况
高村在东明县城往北大概6km的位置，与亚洲第一长桥毗邻一长东黄河铁路大桥，北边靠近东明黄河公路大桥，西面临近黄河大堤，并且与河南省濮阳县距离很近，是黄河入鲁来第一个黄河水文监测站。全村共有耕地179公顷，3000人。黄河高村站是非常重要的控制站，测验黄河下游的河段，地处所测河段的末端。断面距河口距离580.1km,集水面积723146km2。水尺断面每间隔4m修建测点。
（二）比测目的
从2015年5月开始，为了测试电波流速仪在黄河的具体性能，最终得出本站电波流速仪的水面修正系数，将试验到点定在具有规则的渠道测验断面的高村电站渠站进行，历时三个月的水位的实控实测，共进行电波流速仪测定水面流速系数试验资料60次。
（三）前期工作
横向分布的水流速度是本次电波流速仪的测定对象，多以需要在试验现场以起始点通道断面流速为依据，从该站渠道测桥的起点进行试验完成测量任务。
并使用特定的测量方法，对同一垂直渠道进行测量，与此同时，需要保证每次测量的角度都能稳定处于25°，并保证以1min为间隔、平均垂直速度展开记录。另外，需要结合水位的实际情况，对距离起点1.5m到7.0m的速度数据进行测量，并借此计算出垂线的平均速度，最后结合测量断面的面积，即可完成流量的测量工作。
（四）电波流速仪在实验中的方法
在实际测量过程中，需要沿水程方向布设电波流速仪，并保证其顺着水流方向且与水道横截面保持垂直关系。在测量过程中，需要将水平角度控制在0°，如果变化范围在10°以下，测量结果不会受到明显的影响。实验中不仅需要保证电波流速仪角度符合相关要求，还需要做好电磁流量计相对仪器位置的设定。同时，需要通过保证电波流速仪能够在均匀的断面完成以测量断面流速为代表的相关工作，进而提升测量精度。同时，由于电波流速仪与表面高度差有着一定的差异，所以需要在测量的过程中控制好电波流速仪垂直速度的角度，并开展相应的测量工作。
（五）比测方法
控制相对角度对于电波流速仪垂直水流速度方向测量是十分重要的，并且需要让流量计界面与测量断面保持重合状态。通过分析试验结果我们发现，流速仪测量结果横截面上的分布与电波流速仪的测量结果有着类似的状态。通过计算两种测量结果并参考测量断面的实际面积我们发现，通过计算电波流速仪相关测量数据，并将流速仪所测数值与此虚流量进行比对分析发现，能够建立起一定的现行关系，从而获得符合测站实际情况的系数。
（六）实验结论分析
本次实验属于随机不确定性实验，具体运用了偏离数字检验、符号检验等统计分析措施，从而发现通过运用电波流速仪，能获取到满足水文测量相关技术要求的测量数据，并且其测量精度相对较高，能够达到一类精度水平。因此，电波流速仪的使用，能够很好地满足黄河水文测量的相关要求，并且能够真正应付黄河水域复杂的水文环境，也能为黄河流域水文、水资源研究提供竞对水平较高的技术资料。
三、未来电波流速仪在黄河水文监测中的运用趋势
电波流速仪在黄河水文监测中的运用趋势将往设备轻型化、智能化等方向发展，即技术人员可以随身携带相关监测设备，减少设备运输所带来的成本，同时智能化的测量设备也能更为快速、准确地完成数据的处理与分析工作，从而简化了测量工作程序，提高了水文测量工作效率。同时，这种发展趋势也为水文监测网的建设创造有利的条件。同时，在未来水文监测工作中，也会逐渐往实现水文监测设备功能多样化等方向发展，从而形成集成化水平较高的水文监测体系。
四、总结
电波流速仪在黄河水文监测中的运用，为黄河水文监测创造了十分有利的条件。无论是黄河流域还是其他流域的水文测量工作，都可以积极引入电波流速仪这一测量设备。同时，作为技术人员，也需要积极研究各类技术设备的工作原理，并对设备进行创新和优化，解决设备自身存在的技术缺陷，从而达到提高测量精度等作用，这样也能促进水文测量技术的发展。
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