多普勒流量流速儀(即走航式ADCP)進行水文流量流速測驗,常見的問題是河流河床疏松而不穩(wěn)定,河底泥沙會隨著水流一起運動,這種現(xiàn)象稱為“走底”,造成流速測驗結果有偏差。配備必要的設備和使用有效的測驗方案,對解決走底河流流量測驗、提高測流真實性與測流精度,有著至關重要的作用。本文結合多普勒剖面流速儀在四川省都江堰河段的實踐所獲得的測流數(shù)據(jù),分析了河流走底對多普勒剖面流速儀實際測流的影響程度,進而提出了減小流速儀受河流走底測流影響的方法。
一般來說,多普勒剖面流速是使用“底跟蹤”來測量船速的,“底跟蹤”是一種“使用ADCP來測量船速和船體相對位置”的技術。多普勒剖面流速測驗從發(fā)射超聲脈沖到接收從河底反射的回波這二者之間的“多普勒頻移”,“多普勒頻移”與船速成正比。多普勒剖面流速儀用底跟蹤技術來計算船只通過河道斷面時的實際速度和相對位置。通過底跟蹤的技術,由ADCP計算出相對于底跟蹤的速度和方向的水流速度,從而計算得到斷面的流量。
而河床的質地不同,底跟蹤的效果會有很大差別,一般來說,由泥沙、砂土、巖石和硬質泥土等構成的堅硬、穩(wěn)定的河床,適合使用底跟蹤技術;疏松而不穩(wěn)定的河床,或者沿著河床會移動的懸移質、軟質泥土或植被等較多的河床,使用底跟蹤會存在誤差。
多普勒流量流速儀三種不同的應用場合:
1.走航式多普勒剖面儀適用于巡測、固定斷面、以及突發(fā)事件測流的需要,具有更高的靈活性,不需要率定和校正;
2.固定式多普勒剖面儀則適用于固定斷面的流量實時在線監(jiān)測;同樣適用于常規(guī)測驗困難、受工程影響的測流斷面;
3.手持式多普勒流速儀適用于枯期河道、濕地、突發(fā)事件時流量快速測量等,顯示出更大的靈活和簡便。