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系统概述
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: s. A3 f0 a/ C4 }: K% O, o8 _% l2 c 随着大量水利工程的兴建，水文站测验河段的测验条件发生了明显的改变，尤其是水库等蓄水工程的水文调节对大坝上下 游水文站的影响尤为显著。为了获得河道流量的变化过程，势必要增加测量次数，加大工作量及经济成本。在此背景下，急需实行流量在线监测以解决 水利工程环境影响的流量测量问题。
/ F+ E v# E; d* |* ~ 声学多普勒（ADCP）在线测流系统是目前在线测流最成熟最可靠的测流方案之一。通过我司研发的流量测算与无线传输系统, 将ADCP采集到的水位与流速流量数据实时传输到用户数据管理软件平台，实现河流断面测流的无人值守与长期野外工作。采用ADCP在线测流系统通常用 于断面资料丰富的天然河道或形状规则、易于建模的人工渠道。 , n3 s% w& ~" E- z. I, {
适用范围
( d7 E" G8 K4 S. \$ w( q) t6 X ◆ 适合用于变动回水严重、河流条件复杂的水文站或工程施工中的临时监测点、城市河流上进行流量测验。
1 x1 d7 ]! W0 y/ V7 u ◆ 不适合于含沙量、波浪大、漂浮物多、暴涨暴落河流，仪器易受损。
% C1 A0 N* V" V 测量原理
% g" i5 l) e5 V+ S; Z { 声学多普勒（ADCP）测流传感器是根据声波频率在声源移向观察者时变高，而在声源远离观察者时变低的多 普勒频移原理测量水体流速的，每个换能器既是发射器又是接收器。每个换能器发射某一固定频率的声波，然后接收被水体中颗粒物 （如泥沙、气泡等漂浮物）散射回来的声波。假定水体中颗粒物与水体流速相同，当颗粒物的移动方向是接近换能器时， 换能器接收到的回波频率比发射频率高；当颗粒物的移动方向是背离换能器时，换能器接收到的回波频率比发射频率低，发射频率与回波频率存在差值。 * G( r5 a/ f+ W$ J* ?# H3 f
/ U1 @1 C1 R6 }- _ 功能特点 ' b- w, K. D2 t- ] J# _
● 声波传感器适合各种测量环境，操作方便快捷，不干扰水流，可减轻测流强度。 ) z) d. t9 g& e. p b
● 可以测出河底卵石间的过隙流量，这是传统测流根本无法做到的。 * d: k# W% C( o: c
● 能够同时测量悬浮物浓度剖面，为计算河流输沙率及泥沙迁移规律研究提供可靠依据。 + Z9 s8 T7 B' K/ K1 G j
● 可以自动消除环境因素的影响，自动鉴别测量数据质量，避免影响测量数据精度的不合理现象。 ( Q0 j" o& W) E1 n) Q) ^8 k" G
● 在低流速、非恒定流速情况下仍能获得高精度数据。 - m! J) L. w6 [3 ?8 R9 g
● 实现自动和实时监控测量，而通常采用的河流流量测量方法，例如人工测船、桥测、缆道测量、涉水测量、走航式ADCP测量， 都无法做到自动和实时在线监测。 ! k) H! y! k$ d& x
● 可直接测出断面流层流速分布，且可通过软件掌握断面流速流量和流场的变化过程。
& W9 Y6 d$ G, x% `5 `' f* l$ [3 q+ n 安装方式 ; d) g Y* w2 u# j6 _" T, h
根据工作方式的不同，可将ADCP分为水平固定式、底座固定式、浮标垂直式。 0 H2 J$ `) z. h+ C* E1 S3 n" O
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◆ 水平式
. W- h, K9 ?3 x8 W6 N+ H' H: R 水平式安装在河流或渠道的岸边，测得1~128个水层的流速分布，得到断面平均流速，通过标准测量方法建立率定关系模型， 并结合已知的断面资料得到过水面积，即可计算实时流量，常用于天然河道或断面稳定易于建模的人工渠道。另还可以将ADCP安装较为稳定的水面 漂浮平台，向下发生声波，测量垂线的流速分布，达到自动测流的目的。 ' u/ e, u/ z) j3 [( T5 u' ]
◆ 垂直式 $ p; G# b3 L3 v- w9 `) C8 j! }
在浮标上安装ADCP长期或间断监测某一断面代表垂线的流速，再同走航 ADCP资料对比分析，建立断面流速与代表垂线ADCP流速的相关关系，分析其代表性及误差，即可推求断面流量， 适合水位波动较大的河流或潮位波浪变幅较大的海域中。 0 b2 l; b5 P7 d% @3 o8 @
◆ 底座式 ( s/ T! H" j( B3 f
ADCP安装在水底，由固定支架固定。这种方式适合自容式安装方式，内部含有大容量的数据存储设备， 可以保证测量数据的完整性存储。这种ADCP本身不易晃动，能够保证数据测量的准确性,这是它最好的特点。 另外它不受外界自然条件的影响，缺点就是不能直接将数据传输给用户，实时性比较差。另外可以在人工水渠安装并采用水下电缆传输， 实现在线监测，缺点是后期维护要求较高。 ) X7 t- }( n( S9 N) M w+ A
现场案例 ) i$ B, P- C$ r B
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