走航式ADCP与常规流速仪法流量测验对比分析

走航式ADCP与常规流速仪法流量测验对比分析

李伟

芜湖水文与水资源局安徽238300

摘要：运用大量实测资料，对常规流速仪与走航式ADCP实测结果进行对比，分析走航式ADCP使用效果，对今后的推广使用，提出意见和建议。

关键词：走航式ADCP；资料对比；分析

1、测验环境的基本情况

黄雒闸水文站位于流量测验断面位于闸下游150m处，断面附近河床无水草、乱石。断面稳定，河宽160m。断面下游350m为西河河口，断面受裕溪河水位顶托。

2、ADCP实测资料与流速仪实测资料对比

ADCP走航式的测流原理为假定在距仪器一定距离内两波束相应测点处的流速大小方向也是相同的，并且和断面上的相应测点处的流速大小方向也是相同的。即VA=VB=V1。

本次走航式ADCP与常规流速仪法流量测验对比分析为15次，走航式ADCP的测流断面采用缆道测流断面，即同一断面，保证了断面的统一。而且在前后相邻时刻进行比测，所以，比测数据应相对可靠。而且走航式ADCP测流时，测船平均速度力求小于或等于水流流速，且保证每次进行4次断面测量，来回各两次，取得四次断面测量的平均值作为实测流量值。如果四次断面测量值的变幅除以平均值结果大于5%，应再进行另外四次的断面测量，保证了测验精度。流速仪测流采用常测法，即每条垂线用0.2、0.8水深两点测速。

ADCP换能器水深度为0.1m，入手深度相对较小，但测流过程中不会发生换能器露出水面，产出“空蚀”现象，从而保证了测验的精度。

流量比测资料如下：

黄雒闸水文站走航式ADCP与流速仪法流量测验对比分析

ADCP在黄雒闸的流量比测表明：①ADCP测验方法与常规流速仪相比具有以下特点：常规流速仪法是静态方法，流速仪是固定的，ADCP方法是动态方法，ADCP在随测验船运动过程中进行测验；常规流速仪法要求测流断面垂直于河岸，ADCP方法不要求测流断面垂直于河岸，测船航行的轨迹可以时斜线或曲线；②不扰动流场，测验历时短、测速范围大，抗飘浮物强，测验风险小、测验数据量大,保养维修简单，不用上油清洗。

上述资料表明ADCP在黄雒闸站的应用是良好的，在黄雒闸站用ADCP作为第二套测洪方案是可行的，是具有较高的精确度，同时与常规流速仪测流资料具有很高的相关性。

适用性分析：

通过ADCP与常规流速仪进行流量比测资料分析，得出常规流速仪流量与ADCP流量的线性关系为：Q流速仪=0.9911QADCP-1.3194，相关系数R为0.9924，ADCP与常规流速仪流量比测各项误差较小，具有较高的精确度。

应用中存在的问题

1、本站采用缆道实测，ADCP三体船挂吊在缆道进行实测，因河流中弘流速大而两边流速小，铅鱼运动带动船体运动，但三体船通过主流部分时船速得不到有效的控制，影响测流精度；

2、流量较小时，ADCP测量值的变幅除以平均值结果大于5%的次数相对减小，则需要多次测量，时间上于与常规流速仪法流量测验相差无几；

3、大洪水时因风高浪大、水面漂浮物多，使用较困难，同时仪器安全得不到保障；

4、没有低水时期的比测资料，所以，仅此次的对比分析成果来看，关系良好，满足应急抢测要求，却还不无法真正分析出走航式ADCP与常规流速仪法流量的线性关系，还需各水位级进一步的比测对比分析。

4、结论

（1）通过ADCP在黄雒闸站的应用，经过与转子流速仪测验数据对照，可以看出其流量测验精度满足要求，具有稳定性好、精度高、速度快、成果可靠等特点。

（2）应用ADCP测验时，正确设置测验参数，严格按照规范流程进行操作，可以保证较高的测验精度。

（3）随着新技术新仪器的日新月异，ADCP作为一种先进的测流仪器，不但节省人力和物力，更重要的是原先传统水文解决不了的问题，现在清晰可辨，而且通过新仪器的使用就能发现并及时解决问题。新仪器的使用，可以在最短的时间内能够测的准，报得出，可以成为目前测验的主要测具。