|
2 W. ^) M: v$ z) p m# f, i& K" J 随着科技的快速发展,水文测报能力和水文信息服务能力日渐提升。传统的河流流量测验方式存在流量推求滞后、自动化程度不高等方面的问题,难以满足社会对水资源监控的要求。 ! F! T+ e! T8 @4 p' P
水平式声学多普勒流速剖面仪(ADCP)利用声学多普勒频移中的物理原理,对河流流速、流量进行在线实时监测。近期,应用户需求,海鹰采用RIV水平式ADCP(下称 RIV-H ADCP)对浙江省某水文站进行在线监测。水平式ADCP通常长期固定安装于水文站某一站位,流量数据可以通过传输系统传到任何地点,具有在线监测、无人值守等优点。 . Z7 }! t- ]1 `5 e2 y. o1 q
一、测站及测验断面情况
! e- i: e7 {2 w! @( { 所测水文站警戒水位13.2米,保证水位15.7米,历史最高水位18.77米,近十年较高水位17.12米。所测水文站监测要素全面,包括水位、流量、泥沙、水文、降水、蒸发、墒情等项目,为研究钱塘江上游水雨时空分布,流域水资源集约节约利用与保护、流域防灾减灾等发挥了显著作用。测验河段顺直段为2.2公里,北21度流向,水文站测点位于距顺直河段上游起点0.75公里右岸,下游1.45公里后河道转为东南155度流向。 $ z" v8 [' m! A9 E+ ? J
▲水文站位置示意图(红星标注)
! P* E4 o1 Q/ C% t% v3 |) _% J 二、安装设备介绍 & a! \1 c! |3 _4 J
2.1 RIV H-600K水平ADCP简介
9 U" O6 W- E% W RIV H系列ADCP(水平式)是中国科学院声学研究所研发,中船海鹰加科公司生产的用于河流和明渠流速、流量实时监测的固定式声学多普勒流量自动测流系统。RIV H系列ADCP(水平式)通过测量水层横向流速分布,建立代表流速与断面平均流速的关系,进而推求流量,实现自动化在线实时测量。使用电缆与电脑连接即可以作为一个独立的流速、流量实时监测系统。RIV H系列ADCP(水平式)也可以与其它仪器和设备集成为水质、水位、气象、水量等遥测站。  4 m3 ^8 n; w x7 Y, G! O- n
▲600KHz水平式ADCP
# m. y! k H) G& n' z5 g 2.2 海讯智能互联系统(RTU) 海讯智能互联系统是一种远端测控单元装置,负责对野外现场各项数据(气象、海洋水文、水文水利、地质等)的监测和控制。与常用的可编程控制器PLC相比,系列智能遥测终端通常要具有优良的通讯能力和更大的存储容量,适用于更恶劣的温度和湿度环境,提供更多的计算功能。正是由于系列智能遥测终端完善的功能,使得系列智能遥测终端产品在水文和水利项目中得到了广泛应用。 ! ^" |6 {) `' A0 [
▲RTU系统 % D; z6 ~& @1 h* }) b5 M
7 Q+ W% E! l: x+ U# v
三、设备安装 2 [( S# y" d% H
3.1基本断面信息
' D ~. B. ?8 X" D l H-ADCP安装于基本断面下游约30m处(第三个安装杆位),换能器安装于河段右岸河堤斜轨。
# f+ N) M' d7 |; J, b ▲安装现场
' z+ p+ @$ {$ D1 w 斜杆处于河堤斜坡处,地形为浅滩,高程较高,下游水库放水后斜杆会露出江面。(询问得知需下方水库检修才会造成此现状,近三年仅有一次) " L6 S6 X- x2 a. x" c/ P
▲正常水深状态下,斜轨拉杆的出水部分 : w) b7 _3 T7 s! c" \* M
▲箭头处为安装断面H-ADCP位置
) I: F7 z' a% t1 D% J 3.2安装
3 \: d+ ?, a" _. u8 I0 p; a. u 斜轨安装板原有孔距为正方形14cm,设备实际孔距为正方形13.5cm,与水文站领导协商后按实际孔距钻孔后安装。斜轨安装于河堤,斜角角度为28度,将安装板调整为60度入水,设备线缆由拉杆下方右侧孔道穿入,由于线缆有部分向上露出安装支架,在线缆插头和设备固定板之间缠绕多圈胶带防止插头被意外拉出,其余部分由扎带固定于安装板上。     5 n9 I( }4 c4 o- X2 E7 N; `, |
▲安装现场图 7 T, J; L$ K3 m4 q, D
线缆河堤部分套于PVC波形管内,用扎带系于河堤灯线管道下方。接线完成后,目前RTU暂时放于1楼配电间,平台数据接收正常。 + f% I N+ C# e: I2 a# A
▲安装示意图 / v/ q, |* V2 `" L- C# i8 V. B
该项目使用了海鹰RIV-H型水平式声学多普勒流速剖面仪,安装于水文站用于在线测流,并开展了后续比测和率定工作。通过对率定成果进行分析,表明流速-断面平均流速关系通过了各项检验,其精度较高,各项精度指标达到了相关规范要求,可切实解决该水文站的流量测验问题。率定工作可为类似河道水情实时监测提供一定的借鉴。 # u2 u3 O2 I* i0 a6 y% a+ I. m. o) w3 y! K
 海鹰加科提供河流型全系列ADCP,欢迎垂询!
7 f/ L8 F; [% v$ f( g$ @  9 L! p) k5 B4 ?9 @& K
. L# |" A+ ]; r( R- |7 ^0 J8 N* C* }$ q
! s( i* L4 b+ T+ S
6 J# a- u s& B9 q0 T! S |