浮体安装ADCP垂线法在线流量监测适用性分析.pdfVIP

第6期水利信息化NO.6

2024年12月WaterResourcesInformatizationDec.2024

DOI：10.19364/j.1674-9405.2024.06.013

浮体安装ADCP垂线法在线流量监测适用性分析

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孔令启，刘远征，刘孟林

（1.江苏省水利数字中心，江苏南京210012；2.江苏省水文水资源勘测局徐州分局，江苏徐州221007；3.安徽省

芜湖水文水资源局，安徽芜湖241000）

摘要：为探求在线流量测验精准度高且方便安装和维护的可靠方法，探索使用浮体安装ADCP垂线法在线流量

监测新技术，根据河道水力特征及中泓两侧的2条垂线流速计算流量。在对中下游河道进行在线流量监测时，使用

基于能坡原理构建流量计算模型的双垂线法，采用ADCP航标灯浮体安装增强双垂线法在线流量监测的适应性。

在不同类型水文站的比测分析结果表明方法可行，且在感潮、航运、闸坝、地涵、大型泵站及河道弯曲等复杂条件的

测站运用效果良好，可为中下游河道在线流量测验方法提供参考。

关键词：在线流量监测；双垂线法；浮体安装ADCP；比测分析

中图分类号：P332.4文献标识码：A文章编号：1674-9405(2024)06-0075-07

的应用比较成功，但不适用于枯水期小水流状态及中

0引言

下游平原河道的流量测验。中下游河道的测站往往

水文流量测验通过监测流速和断面面积计算得处于感潮、河口、航运、节制闸、船闸、分水口及大型抽

到流量，其中常规河道流速测验仪器主要有转子流水站等地点，一般采用接触式在线流量监测方法。

速仪、电波流速仪和走航式ADCP等。在线流量监横向测速的多普勒时差法、H-ADCP法存在以

测与传统水文自动测报类似，主要由测报数据中心、下问题：1）安装基础开挖深度大，筑围堰工程量大。

无线传输（一般为公网4G）网络、监测终端（RTU）、2）设备安置在水下，安装调试困难，维护保养不方

现场监测传感器设备四部分组成；不同的是在线流便。3）测验得到的河道横断面代表性流速与河道全

量监测增加了流速监测传感器和流量计算模型。在断面流速的关系，随水位、河底冲淤、影响河道流态的

线流量监测精准度主要取决于流速监测传感器，以各种因素变化，导致代表性流速与全断面流速关系率

及安装使用方式对河道监测断面水流环境的适应定困难，率定周期长。4）中下游河道船舶较多，给现

性。山区和平原及中下游水文站的河道洪水特性差场施工、电缆保护及实测流量作业带来很大困难。实

异较大，大多需要采取“一站一策”流量测验手段，践证明，多普勒时差法、H-ADCP法流量测验除了在

即采用基于不同技术的测验设备，适应较为复杂的水流平稳的河流及渠道使用效果较好，在水情复杂的

水文监测断面环境。比较成熟的流速监测传感器分河道使用效果并不理想。

为：1）非接触式。非接触式在线流量监测主要包括能坡法是颜开等[1]于20世纪90年代，基于谢

雷达、雷达侧扫及视频等测流方法。2）接触式。接才-曼宁公式计算断面垂线平均流速研究出的流量

触式在线流量监测主要包括横向测速的声学多普勒计算方法。基于二线能坡原理的双垂线流量计算方

时差法、H-ADCP法，以及垂向测速的座底ADCP法，于2000年前后开始在淮河流域在