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(jié)果有偏差。配備必要的設(shè)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(guān)重要的作用。本文結(jié)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(shù)。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(shù)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(shù),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(zhì)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(zhì)泥土等構(gòu)成的堅硬、穩(wěn)定的河床,適合使用底跟蹤技術(shù);疏松而不穩(wěn)定的河床,或者沿著河床會移動的懸移質(zhì)、軟質(zhì)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(yīng)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。