水利工程論文-ＡＤＣＰ在水文流量測(cè)驗(yàn)中的應(yīng)用研究.doc

水利工程論文-在水文流量測(cè)驗(yàn)中的應(yīng)用研究摘要：介紹ADCP基本原理及流量計(jì)算方法，通過(guò)ADCP與管道流量計(jì)同步測(cè)流進(jìn)行對(duì)比，并與常規(guī)方法進(jìn)行測(cè)深、測(cè)速比測(cè)試驗(yàn)，分析比測(cè)資料，進(jìn)行參數(shù)修關(guān)鍵詞：ADCP1ADCP11ADCP實(shí)際上應(yīng)是一個(gè)包括：（1）ADCP換能器（4個(gè)探頭）；（2）操作軟件系統(tǒng)；（3）計(jì)算機(jī)及連接設(shè)備等3個(gè)主要部分組成。利用聲學(xué)原理，ADCP向水體發(fā)射一個(gè)（一對(duì)或一組）聲脈沖，這些聲脈沖碰到水體中懸浮的且隨水體運(yùn)動(dòng)的微粒后產(chǎn)生反射波，并記錄發(fā)射波與反射波之間的頻率改變，這個(gè)頻率改變即稱(chēng)多普勒頻移，可據(jù)此計(jì)算出水流相對(duì)于A(yíng)DCP的速度。同時(shí)，還向河底發(fā)射底跟蹤聲脈沖，測(cè)出ADCP安裝平臺(tái)（測(cè)船）的運(yùn)動(dòng)速度以及水深，然后將水流Fd2FVC（1式中：FdFCV從公式可知，發(fā)射頻率F為已知，只要測(cè)定聲速C和頻移Fd，即可求出水DR0300ADCP工作頻率：3072kHz換能器發(fā)射角：20測(cè)速范圍：00110ms速度分辨率：025cms測(cè)深范圍：80130m。12ADCPQADCP=suds（3式中：QADCPSudsds=|Vb|dzdt（4式中：dz垂向長(zhǎng)度微元，zdtVbVb作業(yè)船速度將沿航跡的斷面離散為m個(gè)微小斷面，則公式（3QADCP=T00udz|Vb|dt=Ta0cuVbkdzdt=mi=1（VVb）kHit（5式中：THi在imtkVV=1HH0udz（6因存在上、下盲區(qū)，垂線(xiàn)平均流速的計(jì)算分為中層、表層和底層3121中層平均流速由系統(tǒng)直接測(cè)出，其值為第一個(gè)垂向單元至靠近河底單元（未VXM=1nni=1Uxj(7)式中：Uxj單元j中所測(cè)的xn122ADCP流速，形成表層盲區(qū)，一般采用指UU=9.5ZZ0b（8式中：U高度ZUZ0b經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，通常取16公式（8）整理后，令ax=9.5U/Zb0，則對(duì)x向量流Ux=axZb（9設(shè)Z1為河底至靠近河底單元（未受河底干擾）的高度，Z2為河底至第一個(gè)單元的高度，垂向單元長(zhǎng)度為Dc，則在中層進(jìn)行積分可得到中層平123底層流速由于河底對(duì)聲束的干擾，在河底存在一干擾區(qū)（底盲區(qū)），其流速數(shù)據(jù)不能VXB=DCZ(b+1)1Z1(Zb+12-Zb+11nj=1Uxj則xVx=1HH0Uxdz=1HZ10Uxdz+Z20Uxdz+HZ2Uxdz=1HZ1VXB+(Z2-Z1)VXM+(H-Z2)VXT=HbDC(Zb+12-Zb+11)nj=1Uxj同理，y13由于作業(yè)船不可能緊靠岸邊測(cè)驗(yàn)，ADCP不能測(cè)出近岸邊的流速和流量?？梢岳帽壤齼?nèi)插法來(lái)確定岸邊流量。根據(jù)流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范，岸邊流量可由下式估算：QNB=aLHm2Vm(11)式中：岸邊系數(shù)，一般取0707；L岸邊至測(cè)量起點(diǎn)（或終點(diǎn)）微小斷面的距離；Hm起點(diǎn)（或終點(diǎn)）微小斷面處的水深；Vm起點(diǎn)顯然，河流某斷面流量等于A(yíng)DCP流量QADCP與岸邊估算流量QNB2本次比測(cè)試驗(yàn)設(shè)在崗南水文站電廠(chǎng)洞出口下游300米處，ADCP設(shè)備按技術(shù)21ADCP比測(cè)主要參數(shù)設(shè)置深度單元厚度：20cm；深度單元個(gè)數(shù)：1525；水體發(fā)射脈沖次數(shù)：5；底跟蹤發(fā)射脈沖次數(shù)：4；水體含鹽度：00ppt；水體測(cè)量模式：wm122ADCP測(cè)船分別以測(cè)流斷面的左岸、右岸為起始標(biāo)志、結(jié)束標(biāo)志，測(cè)船盡可能沿著測(cè)流斷