走航式adcp技术在洪水测验中应用的探讨

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1、走航式ADCP技术在洪水测验中应用的探讨摘要：本文通过adcp在滨海水文站外接罗经、gps的比测试验成果分析，探讨在高洪期间adcp测流技术的应用情况，取得满意的效果，使adcp在应用上有了新的突破，为adcp的推广、普及使用积累宝贵的经验和提供技术支撑。关键词：adcp；流量测验；比测试验abstract:thispaperbyadcpinthecoastalhydrologicalstationsexternalcompass,gps,comparativetestresultsanalysis,toexplorethea

2、pplicationofadcpflowmeasurementtechnologyinthehighfloodperiod,andachievedsatisfactoryresults,theadcpintheapplicationofanewbreakthroughfortheadcptopromote,popularizetheuseofaccumulatedvaluableexperienceandtoprovidetechnicalsupport.keywords:ofadcp;flowtest;comparative

3、test中图分类号：p331.1文献标识码：a引言河流流量测量是水文工作者的最重要任务之一，传统的、实用的河流流量测量方法主要是流速面积法，包括流速仪法、浮标法等，测验手段有人工船测，桥测，缆道测量，和涉水测量等。这种传统的流量测验方法原理简单明了、实用性强，但费工费时，效率低。用adcp进行河流流量测验是近十多年才发展和应用的流量测验新方法。adcp是英文acousticdopplercurrentprofiler的缩写，中文通译为声学多普勒海流剖面仪。走航式adcp（以下简称“adcp”）流量测验方法的发明被认为是河流流量

4、测量领域的一次革命，当装备有adcp的测量船从河流某断面一侧航行至另一侧时，adcp即测出河流流量。它比传统的流量测量方法提高效率几十倍，标志着河流流量测量的现代化。adcp会受到水体含沙量、河床推移质流动、船体材质等的影响。洪水期含沙量和推移质动床效应较大，造成底跟踪失效，使adcp测得的流量偏小，影响流量测验精度，因而它一直困扰和制约着adcp在洪水流量测验的应用。笔者根据adcp在滨海水文站开展的流量测验情况，探讨并解决adcp在洪水期测流遇到的技术问题，以期为adcp进一步推广应用提供借鉴作用。1、adcp基本原理及流

5、量测量原理1.1基本原理：adcp是一种利用声学多普勒效应原理测量水流速度剖面的仪器。adcp一般配备有3～4个换能器，换能器与adcp轴线成一定夹角，每个换能器即是发射器又是接收器。换能器向水体发射一个（一对或一组）声脉冲，这些声脉冲碰到水体中悬浮的且随水体运动的微粒后产生反射波，并记录发射波与反射波之间的频率改变，这个频率改变即称多普勒频率，可据此计算出水流相对于adcp的速度。同时，还向河底发射低跟踪声脉冲，测出装载adcp的测船的运动速度以及水深，然后将水流相对速度扣除船速得到水流的绝对速度。1.2流量计算方法：adc

6、p基于如下的公式计算流量：qadcp=∫∫su.ξds式中：qadcp——流量；s——河流某断面部分面积；u——河流断面某点处流速矢量；ξ——作业船航迹上的单位法线矢量；ds——河流断面上微元面积；1.3岸边流量估算：对于岸边区域，adcp不能测出近岸边的流速和流量，可以利用岸边比例内插法来确定岸边流量。根据流量测验规范，岸边流量可由下式估算：qnb=alhm/2vm式中：a——岸边系数；一般取0.67～0.75；l——岸边至测量起点（或终点）微小断面的距离；hm——起点（或终点）微小断面处水深；vm——起点（或终点）微小断面

7、内的垂线平均流速；显然，河流某断面流量等于adcp流量qadcp流量与岸边估算流量qnb之和。adcp测流共有4个盲区，即左岸边、右岸边、表层、底层各一个。两个岸边通过岸边流速估算，中层、表层、和底层三部分垂线平均流速通过一些理论公式计算，这里不一一赘述。adcp用于河流测量已有十几年历史，整个测量系统包括三个主要部分：①adcp；②电脑；（装有windows操作系统）；③数据采集软件。软件主要功能包括：实时数据采集和显示，以及流量计算。实时显示的数据有流速矢量，水深，航迹，流量等。实时测量结果还可以列表显示。adcp在滨海水

8、文站测流应用情况2.1滨海水文站概况：滨海水文站设于1931年，集水面积351535平方公里，是西江中下游的重要控制站。滨海站测验河段为沙质河床，测流断面河宽约1000米，平均水深约16米，中弘附近河底高程为-7～-13米之间。实测历史最高水位13.62m，实测历史最低水位-