走航式ADCP在河曲水文站应用分析

郑 凯，贺俊华

（黄委中游水文水资源局，山西晋中030600）

1 测站基本情况

河曲水文站位于山西省忻州市河曲县文笔镇铁果门村，为国家重要水文站，龙口水库出库站，天桥水库入库站，黄河水情报汛站，二类精度流量、泥沙站，全年驻测站。建站以来最大流量为5120m3/s，相应水位为849.92m，调查最高水位为852.44m，相应流量为8740m3/s。洪水主要来源于黄河干流，受上游龙口水库调节，涨落变化急剧，含沙量较小。测站日常测验以流速仪多线多点法为主。

2 ADCP简介

声学多普勒流速剖面仪简称ADCP（Acoustic DopplerCurrentProfilers），是20世纪80年代初发展起来的一种测流设备。ADCP能直接测出断面的流速剖面，具有不扰动流场、测速范围大、自动化程度高等特点，早期被用于海洋水文观测，目前已应用在河道流速和流量测验等。该站比测试验采用了美国TRDI生产的相控阵ADCP+GPS底跟踪。

ADCP是利用多普勒效应为基本原理进行流速测量或流量测验的。仪器主机控制换能器向水下发射声波，声波被水体中的泥沙颗粒、浮游生物等散射体散射，返回的部分能量由换能器接收，经过电路处理声信号变成电信号，再经运算处理多普勒频移而测算出流速。

河道流量测验使用的ADCP一般设计、安装有4个（或3个）以上声换能器并与ADCP轴线成一定夹角。每个换能器既是发射器又是接收器并对应于1个声束方向。换能器发射某一固定频率的声波，然后接收被水体中颗粒物散射回来的声波。

假定水体中颗粒物与水体流速相同，当颗粒物的移动方向是接近换能器时，换能器接收到的回波频率高。……