1、人民黃河YELLOWRIVER【專題研汩聲學多普勒流速剖面儀比測試驗分析李玉山'李海玲2,李祥（1.黃河水利委員會水文局，河南鄭州450004；2.中國水利水電科學研究院，北京100044；3.黃河水利委員會信息中心，河南鄭州450004）摘要：對引進的聲學多普勒流速剖面儀（ADCP）和轉子式流速儀在小浪底、花園口和夾河灘3個水史站的比測試驗表明：含沙量較低、流量為1000mVs以下時采用ADCP測流，精度滿足水文測驗規范要求。關鍵詞：ADCP;流量測驗；比測試驗；黃河下游中圖分類號：P332.4文獻標識碼：BHoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2009.08.0

2、601多普勒法測量原理聲學多普勒法測雖是依據聲波中的多普勒效應，檢測量為漂移頻率.換能器發射某一固定頻率的聲波/；后，接收到被水體中顆粒物散射回來的聲波。，假定顆粒物的運動速度v與水體流速相同，當顆粒物向換能器運動時，換能器接收到的回波頻率比發射波頻率高；當顆粒物背離換能器運動時，換能器接收到的回波頻率比發射波額率低。如果靜止介質中的聲速為c,那么聲學多普勒頻移，即發射聲波頻率與回波頻率之差V可表示為(1)*C-VCOS$2式中:S、務分別為超聲波發射方向、反射方向與水流流動方向的央角；為流速。當c>時，有Zf.工”（cosS+COS02）V+J(2)當劣=務=。時，則板=匕（5）(3)

3、即超聲波收發頻率之差由此可知,多普勒頻移與C流速成正比。ADCP（AcousticDopplerCurrentProfiler）是一種利用聲學多普勒原理測量流速的儀器。ADCP測敞流缺時，將測流斷面分成若干個子斷面，在每個子斷面內測量垂線上一點或多點流速并測地水深，從而得到子斷面內的平均流速和流雖，再將各個子斷面的流量疊加，就得到整個斷面的流批。2比測試驗黃委水文局利用亞行貸款項目首次從美國RDI公司引進了ADCP。根據我國聲學多普勒流量測驗規范的要求，各水文站在ADCP投入使用前,應與轉子式流速儀進行對比分析。為此，在2007年11月1日12月31日對小浪底、花園口和夾河灘3個水文站對ADC

4、P與轉子式流速儀進行了比測試驗，以確定該儀器罪否適應黃河下游水文測驗。2.1試驗要求采用轉子式流速儀進行流量測驗時，使用安裝在鉛魚上的LS25-3型流速儀，以測船為渡河設備進行測驗。測驗方法按河流流量:測驗規范要求進行，采用常測法,100s歷時，人工記數、手工操作。采用ADCP進行流量測驗時,利用沖鐸舟作為渡河設待進行測臉，施測位置設在流量:測驗斷面下游1060m河段內，施測時間與流速儀施測同步。施測過程中按聲學多普勒流量測驗規范要求,施測兩個測回，計算其平均值作為ADCP同步施測的流快，同時滿足每半個測回流宿值與平均值偏差不大于5%o2.2試驗結果小浪底、花園口、夾河灘3個水文站比測試驗結果

5、見表I、表2、表3。時間含沙量/(kgm-3)水位/m流速儀流ttC/ADCB流量Qy(m3s'1)（O2-O1）Q2007-11-010133.88625.686321.012007-11-030134.46722.267372.042007-11-050134.26705.99699-0.992007-il-100133.95644.006440.002007-11-150133.92626.20620-0.992007-11-190133.62445.99433-2.912007-12-150134.06687.066941.012007-12-160134.20863.1082

6、2-4.762007-12-190133.70467.404925.262007-12-240134.20659.606803.092007-12-260134.01539.005502.042007-12-270134.07633.606604.172007-12-280134.30714.00700-1.96衰1小浪底水文站比測試嗆結果收稿日期：2009-05-29作者簡介：李玉山（1974），男，河南托具人.高飯工程呻，主妥從亨水丈規由工作E-mail：lysO213163.cum表2花園口水文站比測試檢結果時間含沙W(kgm-3)水位/m流速儀H。/3s'*)ADCP流景0/Q

7、%2007-H-011.85091.18559564.591.002007-11-050.65190.98610597.80-2.002007-li-101.06090.88524539.723.002007-11-130.78791.14764779.282.002007-11-160.74191.10741748.411.002007-11-190.67091.10809833.273.002007-11-222.13090.84477491.313.002007-11-240.92690.72552554.760.502007-11-260.52891.20869938.528.0020

8、07-11-290.92790.96486500.583.002007-12-010.75791.(M669682.382.002007-12-050.77891.34802826.063.002007-12-091.22091.38965926.40-4.002.3誤差分析ADCD測流誤差統計見表4。表4ADCD測流相對誤差統計水文站最大值/%<5%的比例/%。5%的比例/%相對標準是/%系統偏差/%小浪底5.2696.73.32.10.75花園口8.096.73.32.21.78夾河灘4.01001.651.81表3夾河灘水文站比測試驗結果時間含沙也(kgm-3)水位/m流速儀(m3

9、»*)ADCP流址W。2007-11-021.75874.09686699.722.002007-11-051.71074.12606612.061.002007-11-081.12174.42880897.602.002007-11-101.98074.13663643.11-3.002007-11-131.17174.22767797.684.002007-)1-171.00774.05635654.053.002007-i!-212.56074.30845853.451.002007-11-281J2574.44872880.721.002007-12-051.65074.22

10、724738.482.002007-12-091.97074.90472486.163.002007-12-171.70174.07568.556.64-2.002007-12-242.10073.90475489.253.002007-12-311.13073.93514516.570.50按照河流懸移質泥沙測驗規范的要求：一類站儀器隨機不確定度為10%，系統誤差為±1.0%。通過對ADCP與流速儀測流誤差統計，可以發現3站的相對誤差均較小，符合規范要求。系統誤差除小浪底站外均大于1.0%,主要原因，一是花園口和夾河灘水文站在比測試驗中含沙量較高，最大為2.56kg/m：而小浪底含

11、沙址為0;二是儀器安裝偏角產生的誤差，流速脈動引起的流速測雖誤差，水位、水深、水邊距離測量誤差，船速過快造成的誤差等。聲學多普勒流域測驗規范規定ADCP系統允許誤差為5%，本次比測試驗符合規范要求。【責任編輯呂艷梅】（上接第125頁）表1黃河洪水管理亞行貸款項目國內外培訓人敏、費用匯總名稱國外國內合計人次費用/萬元人次費用/萬元人次費用/萬元亞行項目管理30120.024150.0271170.0非工程措施子項目71290.1244104.6315394.7機構能力建設624.03215.03839.0黃河法戰略規劃研究技術援助項目918.0129.62127.6社會移民0040085.040

12、085.0合計116452.1929264.21045716.33加強對培訓工作的組織管理亞行項目辦于2004年5月10日發布了亞行項目培訓組織管理辦法，對培訓項目的報批程序、機構選擇、組織管理、監督管理等方面做了明確規定，對規范亞行貸款項目的培訓工作起到了積極作用。31培訓機構的選擇國內外培訓機構選擇的主要原則：被選培訓機構應屬于亞行成員國（地區）；被選培訓機構應有項目培訓方面的工作經驗，旦在技術上其有先進性，能滿足項目培訓要求；被選培訓機構在師資、設備方面，具有培訓條件。國內外培訓機構選擇方式:被選培訓機構應由招標方式產生，招標工作由亞行項目辦和黃委人勞局聯合組織實施，招標結果報亞行同意后.方可確定培訓機構;在某些特殊情況下,如設備使用培訓、專業培訓，理由充分時，可不招標，但所選培訓機構必須報亞行項目辦和黃委人勞局同意，并報亞行批準后，方可確定。3.2對培訓機構的要求培訓教師事前應書面提供培訓講稿，內容經亞行項目辦審閱認可后，印刷提供給參加培訓人員，做到每次培訓有材料。培訓后期向每位學員發放培訓效果測評表，就以下5個方面對培訓做出綜合評價：課程是否達到預期目標；課程中所授的內容和概念是否能夠運用在實際工作中；課程演講內容是否清晰、易懂;授課方式是否適合；討論時間是否充足。培訓效果測評結果提供給培訓機構，作為改進今后培訓工作的參考。3.3對參加培訓人員的要求選