基于聲學(xué)多普勒流速剖面儀（ADCP）的應(yīng)用研究-論文.pdf

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1、第4O卷第2期江西水利科技Vo1．40No．22014年6月JIANGXIHYDRAULICSCIENCE&TECHNOLOGYJun．2014D0I：10．3969~．issn．1004--4701．2014．02．09基于聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP)的應(yīng)用研究陳福春，唐晶晶，康修洪，鄧凌毅(江西省水文局，江西南昌330002)摘要：本文通過(guò)聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP)在江西省吉安水文站開(kāi)展的流量比測(cè)試驗(yàn)研究，探討并解決該儀器在贛江測(cè)流中遇到的技術(shù)問(wèn)題．關(guān)鍵詞：聲學(xué)多普勒流速剖面儀；實(shí)驗(yàn)；方法；流量；流速；水位；比測(cè)；誤差

2、評(píng)定中圖分類號(hào)：TH73文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004—4701(2014)02—0108—05域贛江中游主要控制站，屬國(guó)家重要水文站，集水面積1概況56223km2．距河口240km。該站設(shè)立于1931年，目前主要測(cè)報(bào)項(xiàng)目有：水位、降水量、水質(zhì)、流量、懸移質(zhì)含傳統(tǒng)的流量測(cè)驗(yàn)方法主要有流速儀法、浮標(biāo)法等，沙量、泥沙顆粒分析和水文情報(bào)預(yù)報(bào)，擔(dān)負(fù)向國(guó)家防汛測(cè)驗(yàn)手段有人工船測(cè)、纜道測(cè)量等，這些測(cè)驗(yàn)方法原理抗旱總指揮部、長(zhǎng)江防汛抗旱總指揮部、江西省防汛抗簡(jiǎn)單明了、實(shí)用性強(qiáng)，但費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率低。為適應(yīng)新時(shí)旱總指揮部和吉安、宜春、九江市防汛抗

3、旱指揮部辦公期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和防汛工作的需要，及時(shí)向各級(jí)防汛室等12個(gè)單位的雨水情報(bào)汛及洪水預(yù)報(bào)任務(wù)，向沿江抗旱部門(mén)提供準(zhǔn)確的水文信息．特別是在大洪水時(shí)，要兩岸提供水文情報(bào)預(yù)報(bào)服務(wù)?？焖俨杉恿鞯暮樗髁繑?shù)據(jù)．聲學(xué)多普勒流速剖面吉安水文站測(cè)驗(yàn)河道大致順直，河床由中沙及卵儀(ADCP)~I]流有其不可比擬的優(yōu)越性。其優(yōu)越性主要石組成，斷面寬在中低水位時(shí)約700II1，高水位時(shí)約800體現(xiàn)在：現(xiàn)代化水平高，符合現(xiàn)代化水文的要求；適時(shí)ITI。測(cè)驗(yàn)斷面主槽為“w”型，主流位于左側(cè)，水位在43ITI性強(qiáng)，可及時(shí)向防汛抗旱指揮部門(mén)提供實(shí)時(shí)水文信息

4、；左右斷面開(kāi)始出現(xiàn)沙洲。由于河道取沙，斷面上、下游測(cè)流歷時(shí)短，安裝使用方便，測(cè)量時(shí)不擾動(dòng)流場(chǎng)，測(cè)速形成大量沙石堆．對(duì)低水水流有影響。上游113km處范圍廣，測(cè)驗(yàn)精度高；大大節(jié)省了人力、物力、財(cái)力，同1993年建成萬(wàn)安水利樞紐．由于水庫(kù)泥沙沉積，多年平時(shí)由于縮短了測(cè)量時(shí)間，有利于安全生產(chǎn)。均懸移質(zhì)輸沙量由建庫(kù)前的748xl04t減少至建庫(kù)后的聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP)應(yīng)用于屬于內(nèi)陸318xl04t。河流的贛江，其適用性如何，不同測(cè)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置和各吉安水文站實(shí)測(cè)歷史最高水位54．05m(黃海高種測(cè)驗(yàn)條件對(duì)結(jié)果的影響程度，與傳統(tǒng)的流

5、速儀法實(shí)程)，實(shí)測(cè)歷史最低水位42．10m(黃海高程)，實(shí)測(cè)最大測(cè)流量比較數(shù)據(jù)差別的大小，所得成果是否符合規(guī)范流量19600m3／s．實(shí)測(cè)最大流速3．59m／s，實(shí)測(cè)最大含要求，該儀器是否能在江西省推廣應(yīng)用，按照《聲學(xué)多沙量1．81kg／m，實(shí)測(cè)最大年降水量2183．1mm。吉安水普勒流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范(SL337—2006)}要求，以所述種種都文站水位級(jí)劃分為：44．5m(吳淞基面，下同)以下為低需要通過(guò)試驗(yàn)研究確定水位，44．548．0m為中水位，48．0m以上為高水位。2實(shí)驗(yàn)環(huán)境3研究方法吉安水文站位于江西省吉安市吉州區(qū)，是長(zhǎng)江流A

6、DCP與流速儀法測(cè)流在吉安水文站比測(cè)試驗(yàn)內(nèi)收稿日期：2013—1l一()4作者簡(jiǎn)介：陳福春(1957一)，男，大學(xué)本科，工程師第40卷第2期陳福春，唐晶晶，康修洪，等基于聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP)的應(yīng)用研究容主要有：垂線流速測(cè)定對(duì)比、垂線水深測(cè)定對(duì)比、流比測(cè)經(jīng)分析屬明顯不合理，故作為特殊點(diǎn)。不參加誤差量測(cè)定對(duì)比。評(píng)定)，高水測(cè)次4次，測(cè)速垂線52根，中水測(cè)次7次，ADCP法與流速儀法流量比測(cè)按高中低水位級(jí)均測(cè)速垂線91根，低水測(cè)次3次，測(cè)速垂線36根。比測(cè)勻布設(shè)測(cè)次。進(jìn)行流量測(cè)驗(yàn)時(shí)．流速儀測(cè)流開(kāi)始用的水位變幅43．52～5O．

7、12m．ADCP法測(cè)定流速變幅ADCP測(cè)一測(cè)回(1個(gè)往返)，測(cè)量結(jié)束后再用ADCP測(cè)0．11～1．84m／s，流速儀法測(cè)定流速變幅0．09—1．86m／s。一測(cè)回。ADCP測(cè)量時(shí)，測(cè)船航速控制在小于斷面最大3．3水深比測(cè)流速內(nèi)，位置盡量控制在流速儀測(cè)流斷面。流速儀測(cè)量ADCP法和水文絞車的水深比測(cè)．收集比測(cè)資料在測(cè)流斷面固定垂線上進(jìn)行。比測(cè)垂線水深及垂線平14次(同流速比測(cè)測(cè)次)，每次分別記錄了l3根垂線水均流速時(shí)，在流速儀法測(cè)定固定垂線同時(shí)在ADCP操深，共計(jì)182根垂線。在14次182根垂線水深比測(cè)的作軟件上讀取垂線水深及垂線平

8、均流速。資料中，高水測(cè)次4次，垂線52根，中水測(cè)次7次，垂3．1ADCP流量計(jì)算線91根，低水測(cè)次3次，垂線39根。比測(cè)的水位變幅3．1．1實(shí)測(cè)區(qū)域流量計(jì)算43．52—5O．12m．ADCP法測(cè)定水深變幅0．47～10．6m，絞ADC