ADCP在中小河流水文测验中的应用

　　1 ADCP 的工作原理

　　ADCP 是一种利用声学多普勒原理测量水流速度剖面的仪器。

　　ADCP 配备的换能器发射某一固定频率的声波，然后聆听被水中颗粒物散射回来的声波，假设水体中颗粒物的运动速度与水体速度相同，ADCP 通过跟踪颗粒物的运动（称为“水跟踪”）所测量的速度是水流相对于 ADCP 的速度，测量时，在水跟踪测量的相对速度中扣除换能器载体的移动速度后及得到水流的绝对速度。

　　ADCP 流量测量原理与传统流速仪法相同，都是将测流断面分成若干子断面，测量每个子断面内垂线上一点或多点流速和水深，从而得到子断面内的平均流速和流量，再将各个子断面的流量叠加得到整个断面的流量。

　　2 ADCP 的在传统水文测验中的应用

　　2.1 湖北闸水文站概况

　　湖北闸水文站位于黑龙江省鸡西市虎林市杨岗镇湖北闸水利大队，集水面积 16218km2,控制河长 737km,至河口距离为 106km,断面顺直长度在 1000m 以上，两岸有大堤控制，流速仪测流断面为“U”型，本河段洪水主要由上游暴雨洪水形成，洪峰历时时间长，峰高量大。

　　2.2 洪水期与传统流速仪法测流对比

　　该站原测流方式为手摇流速仪缆道法，断面宽 100m 左右，布设17 条测深测速垂线，最大水深 4m 左右，采用“一点法”测流历时超过 2 小时。利用缆道铅鱼拖拽 ADCP,分别以测流断面的第 1 条和第17 条作为起始标志、结束标志，按照标准进行两个测回，四个测次测量，历时 0.5 小时。缩短了测流时间的同时，ADCP 在流量测验过程中可直接得出流量结果，免去了人工现场记录、计算，提高了工作效率。

　　ADCP 连续不间断的测量，在船体行进过程中即可直观测量出断面形态、流速分布、断面深、断面宽以及流量结果，如表 1 所示。【1】

　　将流速仪法与 ADCP 法测验成果进行对比，比测试验结果表明，ADCP 仪器稳定性较好、适应性较强且随机误差小，可满足水文测验精度的要求。

　　3 ADCP 在中小河流水文测验中的应用

　　3.1 中小河流水文测验的目的与特点

　　中小河流作为与人们日常生活密切相关的水体，它的水文运动直接影响着水体流域范围内的农业发展与居民的日常生产生活状况，因此，加强中小河流的水文测验和水体治理，能够直接对我国农业发展和防汛抗旱等工作做出重要贡献。中小河流具有较强的水体灵活性，河流水位、流量的涨落易受到流域内强降雨或冰雪融水的影响，所以在进行中小河流水文测验前，应提前掌握水体的发展变化趋势并做好预防工作，才能得到中小河流水文测验的关键性数据。

　　3.2 ADCP 在中小河流水文测验中的应用

　　近些年，ADCP 在水文测验中的成熟应用，使得水文测验技术取得重大突破，这也为中小河流水文测验工作的顺利开展提供了可靠保障。中小河流的行洪期较短、水位暴涨暴落、峰量大，ADCP 作为首选的流量测验工具，减少了前期准备工作，到达测流断面后，可利用桥测车拖拽 ADCP 进行桥测，能够高速高效地完成水文测验工作。

　　中小河流水体在进行剧烈水文运动时，部分河流的水体将涌现大量杂质，同时水面漂浮物也将增多。利用 ADCP 进行流量测验，减少了工作人员和水体的直接接触，提高了野外测验工作的安全系数。同时，在 ADCP 测量过程中，可先对 ADCP 设置较宽测验参数，对水体进行粗略测量，得出断面深、流速分布以及河底物质状态等河流因素实时数据，然后再对 ADCP 进行符合该河流的具体参数设置，测得精确水文数据。

　　目前，ADCP 具有多种不同脉冲发射频率及不同型号的产品，在进行中小河流水文测验时，应针对河流的水深、流速分布、以及水体杂质对脉冲的反射频率等因素来选择相适应的 ADCP 产品，同时选取流速稳定的水体位置进行断面布设，保证脉冲频率在最大范围避免外界环境的影响，进而提升流量测验数据的准确性。

　　4 结束语

　　ADCP 以其高效的测量方式及准确可靠的测验成果，强有力地推动着水文测验技术的发展，随着 ADCP 在水文测验中应用的日益增多，水文测验数据的时效性将对我国水利行业的发展提供可靠保证。由于水文测验的独特性要求，使得 ADCP 在一些方面还有待完善，如现阶段缺少对 ADCP 进行专业性检测的计量单位，底沙运动以及盲区等问题也对测量成果有一定的影响，这也是目前急需解决的问题。但随着科技的发展以及对 ADCP 仪器的不断改进，其测量成果必将更加准确可靠，应用范围也将更加广泛。

　　参考文献
　　
　　[1]刘少华。声学多普勒测流原理及其应用[M].郑州黄河水利出版社，2013.
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　　[5]吴远向，胡文丽。浅析 ADCP 在中小河流水文测验中的应用[J].科技世界，2013（22）：175-175.