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水利工程论文-ADCP在水文流量测验中的应用研究.doc

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水利工程论文-ADCP在水文流量测验中的应用研究.doc

水利工程论文ADCP在水文流量测验中的应用研究摘要介绍ADCP基本原理及流量计算方法,通过ADCP与管道流量计同步测流进行对比,并与常规方法进行测深、测速比测试验,分析比测资料,进行参数修关键词ADCP1ADCP1.1ADCP实际上应是一个包括(1)ADCP换能器(4个探头)(2)操作软件系统(3)计算机及连接设备等3个主要部分组成。利用声学原理,ADCP向水体发射一个(一对或一组)声脉冲,这些声脉冲碰到水体中悬浮的且随水体运动的微粒后产生反射波,并记录发射波与反射波之间的频率改变,这个频率改变即称多普勒频移,可据此计算出水流相对于ADCP的速度。同时,还向河底发射底跟踪声脉冲,测出ADCP安装平台(测船)的运动速度以及水深,然后将水流Fd=2FV/C(1式中FdFCV从公式可知,发射频率F为已知,只要测定声速C和频移Fd,即可求出水DR0300ADCP工作频率307.2kHz换能器发射角20测速范围±0.01~±10m/s速度分辨率0.25cm/s测深范围8.0~130m。1.2ADCPQADCPsuξds(3式中QADCPSuξdsds|Vb|dzdt(4式中dz垂向长度微元,zdtVb|Vb|作业船速度将沿航迹的断面离散为m个微小断面,则公式(3QADCP∫T0∫H0udzξ|Vb|dt∫Ta∫H0cuVbkdzdt∑mi1[(VVb)k]HiΔt(5式中THi在imΔtkVV1H∫H0udz(6因存在上、下盲区,垂线平均流速的计算分为中层、表层和底层31.2.1中层平均流速由系统直接测出,其值为第一个垂向单元至靠近河底单元(未VXM1n∑ni1Uxj7式中Uxj单元j中所测的xn1.2.2ADCP流速,形成表层盲区,一般采用指UU9.5ZZ0b(8式中U高度ZUZ0b经验常数,通常取16公式(8)整理后,令ax9.5U/Zb0,则对x向量流UxaxZb(9设Z1为河底至靠近河底单元(未受河底干扰)的高度,Z2为河底至第一个单元的高度,垂向单元长度为Dc,则在中层进行积分可得到中层平1.2.3底层流速由于河底对声束的干扰,在河底存在一干扰区(底盲区),其流速数据不能VXBDCZb11Z1Zb12Zb11∑nj1Uxj则xVx1H∫H0Uxdz1H[∫Z10Uxdz∫Z20Uxdz∫HZ2Uxdz]1HZ1VXBZ2Z1VXMHZ2VXTHbDCZb12Zb11∑nj1Uxj同理,y1.3由于作业船不可能紧靠岸边测验,ADCP不能测出近岸边的流速和流量。可以利用比例内插法来确定岸边流量。根据流量测验规范,岸边流量可由下式估算QNBaLHm2Vm11式中α岸边系数,一般取0.707L岸边至测量起点(或终点)微小断面的距离Hm起点(或终点)微小断面处的水深Vm起点显然,河流某断面流量等于ADCP流量QADCP与岸边估算流量QNB2本次比测试验设在岗南水文站电厂洞出口下游300米处,ADCP设备按技术2.1ADCP比测主要参数设置深度单元厚度20cm深度单元个数15~25水体发射脉冲次数5底跟踪发射脉冲次数4水体含盐度0.0ppt水体测量模式wm12.2ADCP测船分别以测流断面的左岸、右岸为起始标志、结束标志,测船尽可能沿着测流断面线匀速横渡施测。ADCP测船以两个往返,来回测验4次为一个测程,取42.3因为断面比较平整光滑,基本无淤泥,所以将ADCP测得水深与断面水尺读

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