“ADCP”在引黄济津输水测流中的应用|输水输完血往上流

　　【摘要】为圆满完成引黄输水测流任务，上级为水文站配备了先进的测流设备――流量实时测量仪器ADCP。通过ADCP的使用，积累了经验，也有其局限性。本文主要从什么是ADCP、使用、局限性等几个方面对其进行了说明。�
　　【关键词】“引黄济津”；“ADCP”；“流量监测”��
　　“ADCP” in the accomplishment water flow measurement application�
　　Wang Ling�
　　(Four women Zhangweinan Canal Authority, Temple hubDezhouShandong253000)�
　　【Abstract】For the successful completion of the Yellow River water flow measurement task, the higher the hydrological station is equipped with advanced flow measurement devices - real-time flow measurement instruments ADCP. Through the use of ADCP, accumulated experience, but also has its limitations. In this paper, from what is ADCP, use, limitations and other aspects and are described.�
　　【Key words】“Accomplishment”;“ADCP”;“Traffic Monitoring”��
　　
　　
　　为了满足天津市供水需求，国务院决定开辟引黄济津应急输水潘庄新线路。并新建“穿漳卫新河倒虹吸工程”。该工程是输水线路的控制性关键节点工程，又处于山东、河北两省交界处，水量、水质的监测任务重要而艰巨。�
　　引黄输水测流工作要求高、任务重。为圆满完成上级安排的测流任务，在上级大力支持下，水文站配备了先进的测流设备――流量实时测量仪器ADCP。通过输水170天的测流使用获得了较满意的效果，也积累了一定的经验，为今后使用ADCP测流打下了基础。�
　　1. 什么是ADCP�
　　ADCP全称为Acoustic Doppler Current Profilers，即声学多普勒流速剖面仪，是二十世纪80年代初发展起来的一种新型测流设备。
　　它利用多普勒效应原理进行流速测量。ADCP因其原理的优越性，突破传统机械转动为基础的传感流速仪，用声波换能器作传感器，换能器发射声脉冲波，声脉冲波通过水体中不均匀分布的泥沙颗粒、浮游生物等反散射体反散射，由换能器接收信号，经测定多普勒频移而测算出流速。ADCP具有具有不扰动流场、测验历时短、测速范围大等特点。�
　　2. 与传统测流方式的异同�
　　 2.1ADCP 测验的必要性
　　流量测验是水文工作的主要任务之一， 使用旋浆式流速仪法传统的流量测验手段， 由于其历时长、自动化程度低等固有的缺点，难以满足目前测流任务的需要。而ADCP 利用声学多普勒原理能直接测出断面的流速剖面，具有不扰动流场、历时短、测速范围广、采集数据量大等诸多优点，可以极大程度地减小劳动强度、增加工作效率、提高现代化水平，成为本次流量测验的首选方式。�
　　2.2测量原理基本一致。
　　 与传统的人工船测，桥测，缆道测量，和涉水测量的基本原理一样：在测流断面上布设多条垂线，在每条垂线处测量水深并测量多点的流速从而得到垂线平均流速，但ADCP所测的垂线可以很多，每条垂线上的测点也很多。 �
　　2.3不同之处。
　　传统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在随测量船运动过程中进行测验。传统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是斜线或曲线。�
　　3. 实际应用�
　　3.1使用方法。
　　ADCP是将仪器的水下换能器垂直放入水中，用人工从一岸拉到另一岸时，可采集到计算流量所需要全部资料，包括水深、水流速度和仪器在水流中的水平位置，通过2个测回得出的数据进行比较，得出最后的数据。�
　　3.2较流速仪法优势明显。
　　在国内近年来ADCP应用的比较少，测流设备一直用的都是流速仪，因为流速仪造型小，重量轻，携带方便，适用与小河、渠道、径流试验站等等，用以测定过水断面中预订测点时段平均流速。通过布设测线、垂线测点数，根据水流条件来进行测流。
　　流速仪和ADCP的基本原理是一样的，都是通过测出垂直干线的流速、流量相加得出断面流量，通过在桥测断面多次采用ADCP测流与流速仪测流做比较，由于ADCP测流较快，流速仪较慢，在相差1个小时的时间内得出的成果误差在2.6之内，在允许的误差范围内。但ADCP不用布设测线、垂线点，计算相对简单，其操作比流速仪更加方便、快捷。�
　　3.3过水量统计。
　　在输水期间，水文站在倒虹吸出口和下游第三店布设的两个测流断面，没个断面每天测流两次，分别为早上8点、下午16点 。在计算累计过水量时，利用了早上8点、下午16点两次测流数据相加、除2，得出平均数乘以8小时，单位按秒计算；将下午16点、 第二天早上8点的两次测流数据相加、除2，得出平均数乘以16小时，单位同样按秒计算。将计算出的两次测流数据相加得出日累计过水量。�
　　4. 测量成果�
　　引黄济津输水工作于2010年10月24日正式开始，截止2011年4月11日输水结束，输水期170天。倒虹吸出口断面累计过水量7.13亿立方米，测流测次为278次；第三店断面累计过水量6.69亿立方米，测流测次为265次，报工作做到了无错报、无漏报、无迟报。测流的有效数据，得到了两省代表的认可。输水测流任务的圆满完成，ADCP在其中发挥了不可替代的重要作用。�
　　5. 应用中的局限性分析�
　　5.1采用ADCP测验速度快、效率高，一般情况下要以来回2次测量的平均值作为最后的测量成果，但由于2次测量的线路不一定相同，并且不一定在要求的测验断面上，这就给要求严格的测验资料统计带来了麻烦。例如过水断面面积、水面宽、最大水深和最大流速等水文要素的表示等。�
　　5.2ADCP的测验成果与传统测验成果的衔接问题，生成的测流报告和大量数据仍然需要手工录入各种记载表，一定程度上与其测流过程的高速高效不相匹配。�
　　5.3ADCP是声学测验设备，较多的泥沙颗粒将会削弱仪器声波的发射和接收，所以测量成果受河流含沙量的影响较大。�
　　6. 结语�
　　随着水文测报新技术的应用，水文现代化新仪器新设备的更新和普及，水文服务领域的不断拓展，新时期的水文工作对我们职工提出了新的、更高的要求。ADCP作为一种先进的流量测验设备，其具有的优势，与现代水文的高标准、高精度、高效率的要求相适应，我国自20 世纪90 年代初引进第一部ADCP以来，ADCP作为一种新的流量测验手段已经得到了较大范围的应用，具有非常广泛的应用前景。
　　
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　　［文章编号］1619-2737（2012）08-29-673�
　　［作者简介］ 王玲（1980.5-），女，职称：助理经济师，工作单位：漳卫南运河四女寺枢纽管理局，专业：水利水电工程。

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