深圳市步涌水文站

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)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(cè)流現(xiàn)象。潮汐流的測(cè)量一直被認(rèn)為是測(cè)流領(lǐng)域的技術(shù)難題。

二、技術(shù)亮點(diǎn)

· 攻克潮汐流水流量在線測(cè)驗(yàn)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(shí)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(cè)量一直被認(rèn)為是測(cè)流領(lǐng)域的技術(shù)難題，經(jīng)過各種實(shí)驗(yàn)檢測(cè)和工程應(yīng)用檢驗(yàn)證明，Risonic 3000流量計(jì)已經(jīng)在潮汐流測(cè)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(shí)水位緩慢上升，由于流速比較緩慢，瞬時(shí)流量比較平緩，當(dāng)開閘放水時(shí)水位迅速下降使得流速迅速提高，瞬時(shí)流量迅速提升，水位降到一定高度后，瞬時(shí)流量恢復(fù)平緩狀態(tài)。Risonic 3000對(duì)潮汐流的測(cè)量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)穩(wěn)定，能較好的對(duì)潮汐流流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

解決方案

1.通過改進(jìn)波形識(shí)別法和Risonic3000濾波算法解決了潮汐往復(fù)流技術(shù)難點(diǎn)。傳統(tǒng)的時(shí)差法超聲波流量計(jì)過零檢測(cè)來(lái)識(shí)別波形，由于超聲波信號(hào)受溫度、反射、濕度及接收角度的影響較大，造成時(shí)間測(cè)量的誤差較大。并且，這類算法需要進(jìn)行幾個(gè)甚至十個(gè)以上超聲波運(yùn)算，計(jì)算量較大。研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新運(yùn)用波形識(shí)別算法進(jìn)行信號(hào)識(shí)別和捕捉。大大減小了運(yùn)算量，同時(shí)保證了時(shí)間測(cè)量精度，解決了信號(hào)衰減嚴(yán)重也能對(duì)波形進(jìn)行識(shí)別捕捉的問題。

2.為剔除其它聲波信號(hào)的干擾，針對(duì)采用濾波方法對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理。目前超聲波流量計(jì)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(jiǎn)單的濾波方法，能濾除掉高頻噪聲，但是在低頻和持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)的噪聲中作用不大。對(duì)此針對(duì)咸潮特點(diǎn)，研發(fā)團(tuán)對(duì)應(yīng)用相應(yīng)濾波進(jìn)行特殊處理。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)噪聲信號(hào)產(chǎn)生的小波系數(shù)幅值較小，其數(shù)量較多，輸入信號(hào)的頻率在設(shè)定的頻率（截止頻率）以內(nèi)時(shí)，該信號(hào)可以通過（無(wú)衰減），而當(dāng)該信號(hào)的頻率高于該頻率時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生衰減。也就是說，這種算法可濾除不需要的高頻信號(hào)，從而保證系統(tǒng)有效的頻率成分。保證了測(cè)量結(jié)果的精度，具有實(shí)用意義。