淺析ADCP在嘉陵江上的運用

蔡興兵

摘要：本文結合我站在日常使用中遇到的一些問題進行的一些思考與探索，主要是ADCP與傳統測驗方法原理的比較比測應用結果等問題進行分析與介紹。

關鍵詞：ADCP 原理 局限性 應用

我局主要對嘉陵江進行勘測，我局很多站點在水電站的庫區或者下游，因長期受電站發電影響，傳統的測驗方法在這里很費力，費時，成本高等特點，我局的ADCP于2006年12月份首次引進了型號為 RDI公司的瑞江牌600kHz的走航式ADCP。經過近8年的使用為我局順利完成測驗工作起到了很大的作用。該儀器利用聲學多普勒原理，測量水流速度剖面，具有測驗時間短、分辨率高、精度好、資料完整、信息量大等優點。它具有速度快、精度高、省時省力，較傳統流速儀所不可比擬的優越性。

一、局限性

（一）ADCP 測流速度快，效率高，一般情況下要以2 次來回測量的平均值作為最后的測量成果。由于4 次測量的路線不一定相同，并且不一定在要求的斷面上，這就給要求嚴格的測驗資料統計帶來了麻煩。例如過水斷面面積、水面寬、最大水深和最大流速等水文要素的表示。這就需要解決ADCP測驗成果和傳統的測驗的銜接問題。

（二）河底走沙條件下，ADCP的底跟蹤失效，使測得的船速失真，導致流量測驗不準確。

（三）在高含沙量區域，回波強度衰減快，使底跟蹤和水深測量失效，導致測流失敗。

二、在嘉陵江重要站點比測與應用結果分析，在亭子站比測結果分析

由于在亭子口水文站關系單一，水位流量關系受水工影響因素小，屬于天然河道。測驗可靠性高，可比性強。

在金溪站的比測分析結果，先測驗ADCP測驗四個測回與流速儀測驗結果比較。

流量比測精度統計表（同步測驗）

將流速儀和ADCP同時測驗在同點采集測驗以半測回作為成果。

該儀器運用之前在我局的亭子口水文站和金溪水文站進行了測驗，經過比測分析證明該儀器適合嘉陵江上使用，測驗成果可靠。

三、閬中站測驗中絕大多數情況下測驗結果符合測驗要求，但有時候受上下游電站影響，所測結果個別測次超出標準差如第5份測驗結果，查明原因下游電站調閘導致流量偏大，需增加2個測次最終選擇較為接近的四個測次算出平均作為本次測驗成果。

在庫區站點由于水位變幅不大，河寬，測驗速度快等，能夠快速測驗出結果受影響較小更加適用該特點。

四、測驗中遇到的問題

（一）在特別低流速平均流速小于0.1m/s情況下為了測驗更加準確我們需要將船速控制在不大于三倍平均流速否則容易失真。

（二）為了確保人和設備安全大水期間不宜使用。

（三）在利用纜道牽引ADCP船體過程中最好不要將船體直接掛靠在鉛魚上纜道跨度大高低不一容易將船拖翻，在金溪站比測使用中采用了將自己制作的浮子綁在船體和鉛魚上實行浮子自由上下移動而達到平穩運行。

（四）測驗過程中注意要用木質船體更加準確，鐵質船體容易擾亂磁場

（五）在閬中站使用過程中由于ADCP時鐘延遲比正常時間晚，最后通過在線調整時鐘恢復正常。

五、在ADCP的物理性能得到保證之后，我們完全可以將其當作是對傳統測驗方式一次升級，而不是變革。為ADCP作為流量測驗基本手段鋪平道路。目前該儀器已經通過了比測分析，事實證明該儀器和傳統儀器比較能夠代替傳統儀器在我局運用，2008-2010 年該儀器所測成果已經運用整編成果，得到了領導專家的認可，因此我局在2010年又引進了兩臺該儀器投入到具體使用中。

參考文獻：

[1]田淳，劉少華.聲學多普勒測流原理及其應用[M].黃河水利出版社，2003.

[2]《聲學多普勒流量測驗規范》（SL337-2006）

（作者單位：四川省南充水文水資源勘測局）