深圳市步涌水文站

一、項目簡介

潮汐流是沿海河口地區(qū)普遍存在的一種天然水文現(xiàn)象。多發(fā)于河流的枯水期，枯水期河流水位較低且流速緩慢，高水位、高流速的海水極易倒灌入河。目前為止世界上沒有任何地方解決潮汐流測流現(xiàn)象。潮汐流的測量一直被認(rèn)為是測流領(lǐng)域的技術(shù)難題。

二、技術(shù)亮點

· 攻克潮汐流水流量在線測驗難題。

潮汐流是沿海河口地區(qū)普遍存在的一種天然水文現(xiàn)象。多發(fā)于河流的枯水期，枯水期河流水位較低且流速緩慢，高水位、高流速的海水極易倒灌入河。為防止河水水位過低，開閘時出現(xiàn)咸潮現(xiàn)象，水文站放水前需要先蓄水，保證河水水位高于海水水位，從而避免海水倒灌發(fā)生咸潮。潮汐流的測量一直被認(rèn)為是測流領(lǐng)域的技術(shù)難題，經(jīng)過各種實驗檢測和工程應(yīng)用檢驗證明，Risonic 3000流量計已經(jīng)在潮汐流測量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性方面已經(jīng)取得了重大突破。由水位線可知，步涌水文站為防止潮汐流的發(fā)生，關(guān)閘蓄水的過程中水位緩慢上升，當(dāng)水位到達(dá)一定的高度后開閘放水，水位迅速下降，如此往復(fù)將河水排入大海。當(dāng)關(guān)閘蓄水時水位緩慢上升，由于流速比較緩慢，瞬時流量比較平緩，當(dāng)開閘放水時水位迅速下降使得流速迅速提高，瞬時流量迅速提升，水位降到一定高度后，瞬時流量恢復(fù)平緩狀態(tài)。Risonic 3000對潮汐流的測量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)穩(wěn)定，能較好的對潮汐流流量進(jìn)行監(jiān)測。

解決方案

1.通過改進(jìn)波形識別法和Risonic3000濾波算法解決了潮汐往復(fù)流技術(shù)難點。傳統(tǒng)的時差法超聲波流量計過零檢測來識別波形，由于超聲波信號受溫度、反射、濕度及接收角度的影響較大，造成時間測量的誤差較大。并且，這類算法需要進(jìn)行幾個甚至十個以上超聲波運算，計算量較大。研發(fā)團(tuán)隊創(chuàng)新運用波形識別算法進(jìn)行信號識別和捕捉。大大減小了運算量，同時保證了時間測量精度，解決了信號衰減嚴(yán)重也能對波形進(jìn)行識別捕捉的問題。

2.為剔除其它聲波信號的干擾，針對采用濾波方法對接收到的信號進(jìn)行處理。目前超聲波流量計采用的濾波方法大多都是中值濾波和平均濾波方法都是簡單的濾波方法，能濾除掉高頻噪聲，但是在低頻和持續(xù)時間比較長的噪聲中作用不大。對此針對咸潮特點，研發(fā)團(tuán)對應(yīng)用相應(yīng)濾波進(jìn)行特殊處理。當(dāng)現(xiàn)場噪聲信號產(chǎn)生的小波系數(shù)幅值較小，其數(shù)量較多，輸入信號的頻率在設(shè)定的頻率（截止頻率）以內(nèi)時，該信號可以通過（無衰減），而當(dāng)該信號的頻率高于該頻率時，則會產(chǎn)生衰減。也就是說，這種算法可濾除不需要的高頻信號，從而保證系統(tǒng)有效的頻率成分。保證了測量結(jié)果的精度，具有實用意義。