水平聲多普勒流速剖面儀應(yīng)用淺析

蒲海汪洋，吳亞玲，王渺林，呂平毓

（長江水利委員會(huì) 水文局長江上游水文水資源勘測局，重慶 400020）

聲學(xué)多普勒流速剖面儀（Acoustic Doppler Current Profiler，ADCP）根據(jù)聲波頻率在聲源移向觀察者時(shí)變高，而在聲源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)變低的多普勒頻移原理測量水體流速[1]。ADCP 主要有兩種類型，即走航式ADCP 和水平式ADCP（H-ADCP）[2]。與走航式ADCP 不同的是，H-ADCP 的聲換能器位于同一平面。采用H-ADCP 進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，能施測斷面某一水層流速（通常情況下，將某一水層的流速稱為指標(biāo)流速，以區(qū)別斷面平均流速），建立所選指標(biāo)流速與斷面平均流速的相關(guān)關(guān)系。通過連續(xù)監(jiān)測斷面指標(biāo)流速、水位，推算斷面平均流速及過水?dāng)嗝婷娣e，即可計(jì)算斷面流量[3]。

1976 年，美國的Reiger和Pinkei兩位海洋學(xué)家合作，研究出ADCP-4400 多普勒剖面測量儀。這是世界上第一臺(tái)真正意義的商用多普勒剖面測量儀[2]。ADCP 的發(fā)展總的來說經(jīng)歷了四個(gè)階段[4]：（1）20 世紀(jì)六七十年代探索研究階段；（2）20 世紀(jì)70年代末至80年代初窄帶ADCP發(fā)展階段；（3）20 世紀(jì)80 年代中期至90 年代初寬帶ADCP 發(fā)展階段；（4）20 世紀(jì)90 年代中期至今，寬帶束控技術(shù)發(fā)展及測流的多功能、多用途研究階段[5]。近期國外對ADCP的研究主要針對數(shù)據(jù)處理的方法[6]、校準(zhǔn)方法[7]、系統(tǒng)誤差[8]、不確定性分析[9]等。

我國在ADCP 的研究方面已取得了很大進(jìn)步，但國內(nèi)對海洋和河流的測量大部分還是采用國外進(jìn)口產(chǎn)品[2]。南瑞水電公司已經(jīng)研制出H-ADCP，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室測試，達(dá)到了預(yù)定效果[10]。近年來H-ADCP相繼被應(yīng)用于金沙江三堆子水文站[11]、阿海水文站[12]、清江的高壩洲水文站[13]并進(jìn)行了比測，長江寸灘水文站應(yīng)用走航式ADCP進(jìn)行了比測[14]。針對H-ADCP 流量在線監(jiān)測相關(guān)的軟件也展開了設(shè)計(jì)和應(yīng)用[15-16]，如長江水利委員會(huì)水文局在深入研究H-ADCP所帶軟件的基礎(chǔ)上，研發(fā)了通用的H-ADCP在線測流系統(tǒng)[16]。為解決H-ADCP使用中的一些疑難問題，開展了H-ADCP 的測流誤差討論[17]。

近年來水利水電工程的興建對水文測站的水文測驗(yàn)條件、河流水沙情勢等造成了一定的影響，測站相關(guān)工作的開展面臨了越來越大的挑戰(zhàn)。如何應(yīng)對這一挑戰(zhàn)成了現(xiàn)代水文測驗(yàn)工作的首要任務(wù)，同時(shí)也是長江水文測量“一站一策”的迫切需求。

H-ADCP作為一種新型測流儀器，具有穩(wěn)定可靠、快速高效、操作方便、可以在線實(shí)時(shí)監(jiān)測、適合在水流條件變化復(fù)雜或受水利工程影響的水文站進(jìn)行流量測驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)，目前正在我國逐步推廣應(yīng)用，是當(dāng)前水文測驗(yàn)方式方法發(fā)展的一個(gè)方向和重要手段。

目前對受水利工程影響的山區(qū)性河道H-ADCP測驗(yàn)誤差控制及參數(shù)優(yōu)化方法研究還比較少。本文以涪江干流控制站小河壩水文站為例，根據(jù)其受下游潼南航電樞紐工程影響的基本情況，探索H-ADCP的應(yīng)用，討論比測試驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容和流量推算原理及方法，以及率定時(shí)特殊情況及資料處理方案。

1 基本概況

1.1 測站情況

小河壩水文站為嘉陵江支流涪江下游的出口控制站，位于東經(jīng)105°50'，北緯30°11″，集水面積28 901 km2，是涪江下段基本控制站以及國家基本水文站。

小河壩水文站下游2.5 km 處建有潼南航電樞紐工程（圖1）。潼南航電樞紐工程是涪江干流重慶市境內(nèi)的第2 個(gè)梯級(jí)，正常蓄水位為236.50 m，相應(yīng)庫容1.571×1011m3。工程于2014 年11 月底開建，2018年10月全面建成投運(yùn)。

圖1 小河壩水文站及潼南航電樞紐位置Fig.1 Location of Xiaoheba hydrological station and Tongnan hydropower station hub

據(jù)分析，小河壩水文站2015 年開始受下游2.5 km處潼南航電樞紐工程頂托影響，水位流量關(guān)系較紊亂。針對該站斷面左岸陡峭的地形，在水尺觀測道路旁修建了護(hù)坡，并在護(hù)坡上加工了HADCP 滑車道（圖2）。經(jīng)過反復(fù)加工、試驗(yàn)，于2019年1月起正式開始收集H-ADCP測驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了比測率定。

圖2 H-ADCP滑車道Fig.2 H-ADCP track pulley

受潼南航電樞紐工程蓄水影響，小河壩站斷面河道水流形態(tài)發(fā)生了較大變化。經(jīng)過試驗(yàn)分析，采用纜道流速儀法與H-ADCP 比測較為困難。通過將高頻（1 200 kHz）ADCP 安裝在振蕩拖曳體上，可以提高ADCP在沿海環(huán)境小時(shí)間尺度和空間尺度采樣中的應(yīng)用[14]，與走航式ADCP 原理相似。因此，采用了走航式ADCP與H-ADCP持續(xù)進(jìn)行了代表流速比測，率定了該站受潼南航電樞紐工程頂托下走航式ADCP與H-ADCP代表流速的相應(yīng)關(guān)系。

1.2 小河壩站H-ADCP概況

小河壩站H-ADCP 系統(tǒng)主要由ChannelMaster300 kHz H-ADCP、計(jì)算機(jī)、Q-Monitor-H 流量通數(shù)據(jù)采集及回放軟件、電源等組成。

H-ADCP的連接方式是將儀器主機(jī)數(shù)據(jù)和電源通過有線的方式直接接到纜道操作房，平時(shí)采用儀器自動(dòng)記錄存儲(chǔ)，定時(shí)提取數(shù)據(jù)，與走航式ADCP 測流比測或其他需要時(shí)采用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控。

經(jīng)過比較分析，儀器安裝在基本水尺斷面（兼測流斷面）的左岸（圖3）。為了便于采集不同水位級(jí)的數(shù)據(jù)，安裝了滑道。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)整，儀器表面水平指向?qū)Π?，且與水流方向垂直。儀器傾斜傳感器測量的縱、橫搖角度確保在小河壩站監(jiān)測斷面代表流速范圍內(nèi)，縱、橫搖角度與初始采集安裝角度值變化在±0.5°以內(nèi)，且通過對安裝位置進(jìn)行標(biāo)記的方式以盡量確保放置位置固定。

圖3 小河壩水文站大斷面及H-ADCP安裝位置圖Fig.3 Cross section and H-ADCP installation location on Xiaoheba hydrological station

2 比測試驗(yàn)方法和流量推算原理

2.1 試驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x

確定H-ADCP 在長江上游山區(qū)性河道測驗(yàn)時(shí)相關(guān)測驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置，確定流量推算方案，主要是代表流速的率定，包括代表流速段的選取和相關(guān)關(guān)系式的建立[7]。

2.2 試驗(yàn)內(nèi)容及方法

2.2.1 參數(shù)設(shè)置

單元尺寸為2 m，單元個(gè)數(shù)為70，覆蓋了大斷面相應(yīng)安裝高度的全水平層。盲區(qū)為2 m，鹽度為0 ppt。

經(jīng)過綜合考慮，因受庫區(qū)影響，河流的水流變化復(fù)雜，為減小流速脈動(dòng)影響，本研究比測期間的采樣間隔設(shè)置為5 min、每次采樣的平均時(shí)段設(shè)置為2 min。后期正式投產(chǎn)過程可根據(jù)水文資料整編需要，設(shè)置相應(yīng)采集時(shí)段。

2.2.2 試驗(yàn)內(nèi)容及方法

（1）按上述參數(shù)設(shè)置好儀器后，自動(dòng)采集記錄與計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集記錄相結(jié)合，收集資料。

（2）由于前期采用H-ADCP 與纜道流速儀法比測，但相關(guān)性很差，后改為H-ADCP 與走航式ADCP比測。

（3） 走航式ADCP 與H-ADCP 比測時(shí)間從2019 年5 月14 日開始，連續(xù)比測，同步收集走航式ADCP測流時(shí)的資料。

（4）對收集的H-ADCP 數(shù)據(jù)進(jìn)行回放處理和分析，與走航式ADCP流速比測分析，確定代表流速關(guān)系。

2.2.3 比測試驗(yàn)及分析過程

（1）從2019 年5 月14 日到2019 年8 月10 日對小河壩站進(jìn)行H-ADCP 和走航式ADCP 比測試驗(yàn)。率定期間水位變動(dòng)范圍為235.86～237.66 m，流量變動(dòng)范圍為132～5 460 m3/s，走航式ADCP 施測斷面平均流速范圍為0.053～2.55 m/s，即為H-ADCP代表流速法參數(shù)率定提供了一定范圍的流速變幅。

（2）率定時(shí)特殊情況及資料處理

H-ADCP在比測分析期間，除6月5日10：39～6月8日00：41由于取數(shù)據(jù)過程中操作不當(dāng)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)被沖而缺失外，在其他時(shí)段內(nèi)都收集到了資料。錯(cuò)誤以及缺失時(shí)段相對整個(gè)分析時(shí)間來說較短，不影響資料分析。

（3）在進(jìn)行代表流速分析時(shí)，在比測時(shí)段內(nèi)，采用小河壩站大斷面資料來推求相應(yīng)斷面平均流速，不影響資料分析研究的合理性和精度。

2.3 H-ADCP流量推算原理

當(dāng)進(jìn)行在線流量監(jiān)測時(shí)，H-ADCP實(shí)時(shí)采集水平線上的流速分布數(shù)據(jù)和水位數(shù)據(jù)。需要選擇適當(dāng)?shù)牧髁克惴?，利用這些數(shù)據(jù)以及過水?dāng)嗝鏀?shù)據(jù)計(jì)算出流量。有兩種流量計(jì)算方法：代表流速法和數(shù)值法[18]。兩種方法的主要區(qū)別：（1）代表流速法需要率定，而數(shù)值法不需要；（2）代表流速法不需要H-ADCP 剖面范圍覆蓋大部分河道斷面。因此，它可用于河流寬度遠(yuǎn)大于H-ADCP 剖面范圍的大小河流[18]。結(jié)合小河壩站實(shí)際情況，重點(diǎn)分析小河壩站走航式ADCP施測平均流速與H-ADCP代表流速法的關(guān)系。

2.3.1 代表流速法原理

代表流速法的基本原理是建立斷面平均流速與代表流速（即某一實(shí)測流速）之間的相關(guān)關(guān)系式（即率定曲線或回歸方程）。代表流速實(shí)際上是河流斷面上某處的局部流速。斷面平均流速則可以認(rèn)為是河流斷面上的總體流速。因此，代表流速法的本質(zhì)是由局部流速來推算總體流速。在實(shí)際應(yīng)用中，有三種局部流速可以用來作為代表流速[11]，分別為某一點(diǎn)處的流速、某一垂線處的深度平均流速和某一水層處某一水平線段內(nèi)的線平均流速，見圖4。

H-ADCP主要選取某一水層某一水平線段內(nèi)的線平均流速作為代表流速。需要指出的是，第三種代表流速只要求某一水層處某一水平線段內(nèi)的線平均流速，并不要求整個(gè)河寬范圍內(nèi)的水平線平均流速[11]。

圖4 代表流速示意圖Fig.4 Representational flow diagram

根據(jù)上述代表流速與斷面平均流速建立相關(guān)關(guān)系，推算流量計(jì)算的基本公式[3]為：

式中：V為斷面平均流速；A為斷面過水面積。過水?dāng)嗝婷娣e由斷面幾何形狀和水位確定。對于某一斷面，過水?dāng)嗝婷娣e僅為水位的函數(shù)[3]：

式中：H為水位，過水?dāng)嗝婷娣e與水位的關(guān)系通常采用表格或經(jīng)驗(yàn)曲線來表示。

2.3.2 代表流速的率定

代表流速的率定即建立代表流速與斷面平均流速的相關(guān)關(guān)系，建立率定關(guān)系（即流速回歸函數(shù)或方程）需要兩個(gè)步驟：

第一步是流量和代表流速采樣。在采用HADCP 進(jìn)行代表流速采樣的同時(shí)，需用走航式ADCP 的測驗(yàn)流量和斷面面積，從而得到斷面平均流速數(shù)據(jù)。樣本需包含不同水位和流量級(jí)，具有代表性。通過比測，得到斷面平均流速與代表流速相應(yīng)的樣本，其中代表流速要求選取不同單元范圍，以反映層面不同級(jí)流速。

第二步是建立回歸方程。要求選擇合適的回歸方程。表1列出了幾種常用的流速回歸方程。通過對比測值進(jìn)行回歸分析，從而確定回歸系數(shù)?；貧w過程可以借助軟件也可通過其他幾種方式來分析。通常要求采用幾種方程進(jìn)行回歸分析，最后對不同的回歸分析結(jié)果進(jìn)行綜合評價(jià)，以確定最佳回歸方程及代表流速單元范圍。

表1 常用的流速回歸方程Tab.1 Regression equations of flow velocity

3 比測試驗(yàn)成果分析

3.1 H-ADCP比測試驗(yàn)特征值統(tǒng)計(jì)

率定時(shí)間：2019 年05 月14 日10：59 至2019 年08月10日09：40。

測次：H-ADCP 共收集了19 244 組數(shù)據(jù)，走航式ADCP法實(shí)測流量85次。

比測期水位變幅：235.86～237.66 m，流量變幅：132～5 460 m3/s，（走航式ADCP）流速變幅：0.053～2.55 m/s（指斷面平均流速），含沙量變幅：0.013～1.25 kg/m3。

本次比測率定：對85 次走航式ADCP 實(shí)測流量分高、中、低不同流量級(jí)，采用相鄰三次流量抽取兩次的方式作為比測資料（即57 次實(shí)測流量），余下實(shí)測流量（即28次實(shí)測流量）作為率定資料。為了體現(xiàn)隨機(jī)性，抽取施測號(hào)為3的倍數(shù)的測次作為率定資料。

3.2 代表流速率定

3.2.1 代表流速段的選取

根據(jù)代表流速建立要求，依據(jù)代表流速穩(wěn)定程度，即通過流速棒和回波強(qiáng)度，選取回波信號(hào)穩(wěn)定、流速紊動(dòng)較小的單元段，并結(jié)合大斷面資料，初步確定小河壩站H-ADCP 的Vsl流速的水平段按照表2的單元范圍進(jìn)行選取。

表2 H-ADCP流速單元選取范圍表Tab.2 Selection range of H-ADCP flow velocity unit

3.2.2 相應(yīng)斷面平均流速計(jì)算

按照表2流速單元選取范圍，并根據(jù)同時(shí)段走航式ADCP施測的斷面平均流速，通過回放PD0文件時(shí)，選取單元范圍，代入相應(yīng)的回歸公式，進(jìn)行回放（圖5）及合理性檢查（圖6）（流速棒、回波強(qiáng)度等是否正常），即可生成H-ADCP 不同單元的代表流速。在比測期內(nèi)，不同單元代表流速選取時(shí)段包含走航式ADCP單次流量測驗(yàn)起止時(shí)間的平均流速。

3.2.3 代表流速關(guān)系的率定及精度分析

根據(jù)57組分析數(shù)據(jù)，采用上述方法求得的HADCP 的代表流速Vsl與走航式ADCP 測得的平均流速V斷進(jìn)行回歸分析。各種不同的代表流速段按照一元線性和一元二次代表流速回歸方程進(jìn)行分析計(jì)算。將測得的精度量化為水平速度誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏差[7]。通過誤差分析及其他綜合因素得出最佳合理的方案。

圖5 回放設(shè)定Fig.5 Playback settings

（1）一元線性回歸方程方案

代表流速和斷面平均流速的一元線性回歸方程為：

式中：Vsl表示H-ADCP 的流速不同單元段平均流速[12]；V斷表示走航式ADCP的斷面平均流速。

走航式ADCP 的V斷與H-ADCP 的Vsl代表流速段的一元線性回歸方程關(guān)系，其系統(tǒng)誤差及相對標(biāo)準(zhǔn)誤差如表3所示。相關(guān)性最好的寬度單位為序號(hào)（14-24）流速段Vsl。其代表流速段Vsl(14-24)與走航式ADCP測得V斷關(guān)系見圖7。

圖6 流速和回波強(qiáng)度的合理性檢查Fig.6 Rationality check of velocity bar and echo intensity

圖7 Vsl(14-24）與V 斷的一元線性回歸關(guān)系圖Fig.7 The linear regression between representational velocity Vsl(14-24）and section velocity V 斷

（2）一元二次回歸方程方案

代表流速和斷面平均流速的一元二次回歸方程為：

由于部分寬度單位段數(shù)據(jù)點(diǎn)相對離散，一元二次回歸方程可能更好地反映代表流速和斷面平均流速的關(guān)系。走航式ADCP 的V斷與H-ADCP 的Vsl代表流速段的一元二次回歸方程及其系統(tǒng)誤差和相對標(biāo)準(zhǔn)誤差如表4所示?？梢钥闯觯c線性回歸比較，序號(hào)為1-8 的各段一元二次回歸方程的相關(guān)系數(shù)、系統(tǒng)誤差和相對標(biāo)準(zhǔn)差都有不同程度的改善。

表3 不同代表流速段的一元線性回歸方程成果表及誤差統(tǒng)計(jì)表Tab.3 Linear regression equations and statistics error table different representative velocity sections

表4 不同代表流速段的一元二次回歸方程成果表及誤差統(tǒng)計(jì)表Tab.4 Quadratic regression equation and statistics error table different representative velocity sections

由表4 可知，相關(guān)性最好的寬度單位為序號(hào)（14-24）的流速段。其代表流速Vsl(14-24)與走航式ADCP測得V斷的關(guān)系見圖8。

對不同寬度段測量的代表流速建立不同的回歸方程后，比較其相關(guān)系數(shù)R2和統(tǒng)計(jì)誤差。R2是判定回歸關(guān)系是否優(yōu)良的一個(gè)重要指標(biāo)但并非唯一指標(biāo)，相對標(biāo)準(zhǔn)差是衡量回歸可靠性的一種標(biāo)準(zhǔn)，對于比較兩個(gè)回歸分析很有用。從表3 和表4的結(jié)果可知，所有寬度段的一元二次相對標(biāo)準(zhǔn)差都比一元線性的小。

將選定Vsl代入表3和表4的公式，計(jì)算2019年小河壩站H-ADCP 代表流速與抽取的28 次走航式ADCP測得流速的誤差，對結(jié)果進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)（見表5），驗(yàn)證各個(gè)公式的合理性。

圖8 Vsl(14-24）(x)與V 斷(y)的一元二次回歸關(guān)系圖Fig.8 The parabolic regression between representational velocity Vsl(14-24）(x) and section velocity V 斷(y)

表5 不同代表流速段回歸方程誤差統(tǒng)計(jì)表Tab.5 Statistical error table of regression equations of representative velocities at different sections

結(jié)合上述綜合分析，選取Vsl（14-24）的一元二次方程：

作為小河壩水文站H-ADCP 代表流速優(yōu)選方案。根據(jù)以上選定的驗(yàn)證資料，繪制小河壩站驗(yàn)證的Vsl（14-24）流速殘差圖，見圖9。

圖9 Vsl(14-24)流速殘差圖Fig.9 Residual plot of representational velocity Vsl(14-24）

由圖9 可知：有一次殘差值達(dá)到0.12 m/s，但鑒于此次走航式ADCP 測得的斷面平均流速為1.60 m/s，相對誤差7.50%在合理范圍內(nèi)。除此之外，殘差圖基本呈現(xiàn)在0 值區(qū)間上下分布較為均勻，點(diǎn)子過程合理離散。因此說明Vsl(14-24)一元二次回歸方程適用于小河壩站H-ADCP代表流速。

3.3 代表流速率定方案綜合分析、評定

由于流速在0.10 m/s以下的絕對值太小，相對誤差過大，不宜參加檢驗(yàn)，故在此只分析流速為0.10 m/s 以上的誤差。結(jié)合Vsl(14-24)誤差統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，分析樣本為23 個(gè)，一元二次相對誤差大于10%的樣本為1 個(gè)，系統(tǒng)誤差為1.57%，標(biāo)準(zhǔn)差為5.46%；一元線性相對誤差大于10%的樣本為3個(gè)，系統(tǒng)誤差為0.68%，標(biāo)準(zhǔn)差為7.66%。

上述樣本比測數(shù)據(jù)分析表明小河壩站H-ADCP代表流速來代表斷面平均流速是可行的。

通過驗(yàn)證分析論證，結(jié)合殘差圖、小河壩站的水流特性分析以及投產(chǎn)后代表流速率定關(guān)系應(yīng)每年高中低不同流量級(jí)率定一次以上以驗(yàn)證關(guān)系穩(wěn)定性等因素，最終選取Vsl（14-24）的一元二次方程V斷=0.024 5Vsl（14-24）2+0.690 0Vsl（14-24）+0.021 0作為最優(yōu)方案是合理和可行的。

4 各種特殊情況的處理方案

4.1 H-ADCP安裝位置的環(huán)境影響

受涪江整體浮游植被影響，經(jīng)常出現(xiàn)水生植被生長在ADCP 探頭位置的現(xiàn)象；同時(shí)受泥沙影響，H-ADCP滑車道經(jīng)常產(chǎn)生淤積現(xiàn)象。

處理方案：加強(qiáng)滑車道日常運(yùn)行、維護(hù)保養(yǎng)，定期將H-ADCP 探頭提升上來進(jìn)行清理工作。嚴(yán)格將每次提放H-ADCP 的縱、橫搖角度與初始值變化控制在±0.5°，并盡量確保水下放置位置一致，以確保數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性。

4.2 沙量影響

ChannelMaster 型300K H-ADCP 在含沙量較大情況下測驗(yàn)失效，內(nèi)部聲學(xué)水位計(jì)測驗(yàn)范圍（0～10 m）滿足不了山區(qū)性河道水位變幅的要求且易受干擾。

處理方案：目前可通過目測含沙量、水情預(yù)報(bào)或采用濁度儀分析的沙量值，來判斷沙量值的可能大小，以便能及時(shí)恢復(fù)傳統(tǒng)流速儀測流方式。當(dāng)H-ADCP 實(shí)現(xiàn)在線傳輸、實(shí)時(shí)報(bào)汛時(shí)，可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測代表流速變化狀態(tài)，及時(shí)研判采用其他相應(yīng)測驗(yàn)方式，確保流量監(jiān)測到位。

4.3 當(dāng)數(shù)據(jù)缺失時(shí)的水文資料整編工作

改進(jìn)為遠(yuǎn)程在線監(jiān)測后，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視，如發(fā)現(xiàn)資料出現(xiàn)缺失或者紊亂，及時(shí)恢復(fù)流速儀測流或者進(jìn)行走航ADCP測流，并且整編根據(jù)實(shí)測點(diǎn)采用連時(shí)序法進(jìn)行定線推流。

4.4 其他

特殊情況下，當(dāng)H-ADCP出現(xiàn)代表流速區(qū)間段在（14～24）寬帶段以內(nèi)流速棒開始紊亂時(shí)或水位處于安裝位置所在高度及以下時(shí)采用流速儀或其他方式測流。

5 結(jié)論與建議

（1）經(jīng)過小河壩站H-ADCP與走航式ADCP斷面流速比測，小河壩站H-ADCP 代表流速采用單元段為（14～24）寬帶段，采用公式為V斷=0.024 5Vsl2+0.690 0Vsl+0.021 0，比測系統(tǒng)誤差1.57%、相對標(biāo)準(zhǔn)差5.46%，小河壩站H-ADCP可投產(chǎn)使用。

（2）當(dāng)小河壩站含沙量較大時(shí)，應(yīng)密切監(jiān)視H-ADCP代表流速區(qū)間流速棒的變化情況，收集確定代表流速發(fā)生紊亂時(shí)的合理含沙量值。當(dāng)代表流速區(qū)間的流速棒在分析單元段內(nèi)開始有紊亂發(fā)生時(shí)，必須恢復(fù)其他方式流量測驗(yàn)方式，確保推求的水位流量關(guān)系保持銜接。

（3）特殊情況下，當(dāng)H-ADCP出現(xiàn)代表流速區(qū)間段在（14～24）寬帶段以內(nèi)流速棒開始紊亂時(shí)，必須恢復(fù)其他方式進(jìn)行流量測驗(yàn)方式。

（4）受H-ADCP探頭安裝位置高程所限，結(jié)合H-ADCP擴(kuò)散波束原理，推薦安裝位置所在水位以上采用H-ADCP 代表流速法測流，安裝位置所在水位及以下水位采用流速儀或其他方式測流。