ADCP在桂江流域水文中的应用

摘要：在大型的水利工程或者是在各种流域定期检测之中，ADCP发挥着十分重要的作用，它区别于其他的测量仪器，高效精准，因此也成为许多大型工程的首选测量工具，例如大家所熟知的三峡水利工程，也有运用到这个ADCP的技术。最初引进这个技术的是广东省，但是后来其也渐渐地运用到各个地方，在不同的地方得到广泛的应用。

关键词：ADCP；桂江流域；水文；应用

桂江流域是中国南方的重要流域，它覆盖了广西地区的大部分区域，而且这个流域的许多水流数据十分重要，对于当地的航船和地质保护等等都有重要作用，因为比邻广东省，ADCP很快也在桂江流域的水文测量中得到了应用，大大提高了水文数据测量的精准度。

一、简单介绍ADCP

（一）ADCP简介。要想了解ADCP在桂江流域水文的应用，首先就来对ADCP进行简单的介绍。测流设备ADCP全称为Acoustic Doppler Current Profilers，即声学多普勒流速剖面仪，是二十世纪80年代初发展起来的一种新型测流设备。这一测流仪器的历史还不算特别长，但是也有足够的应用经验，不仅是国内十分流行使用这种流测工具，在国外ADCP也是得到十分广泛的应用的。

（二）ADCP 的原理。在ADCP之前，其实运用得十分广泛的是传感流速仪，那种传感流速仪是以机械转动为基础的，是比较传统的，而这个ADCP则是应用了新原理，对于传统的水流测速技术其实是一种技术上的突破，相对于传统的传感测速仪，ADCP实现了质的突破。ADCP的原理就具有传统测速仪原理所不具备的优越性，它的传感器是声波换能器，换能器发射声脉冲波，声脉冲波通过水体中不均匀分布的泥沙颗粒、浮游生物等反散射体反散射，由换能器接收信号，经测定多普勒频移而测算出流速。

（三）ADCP优点。它具有十分多突出的优点，它测速的范围大，除了这一点外，它测速精准度高，因为它可以直接测出断面的流速剖面，此外，ADCP还有一个好处就是它不会扰动流场，ADCP的测速效率高，测验时间短。由于上述这些优点，ADCP在现在很多领域都得到广泛的应用，具体的应用场所就有像是海洋、河口的流场结构调查、流速和流量测验等。它的测量原理虽然比起传统的测量方法有所突破，但是基本原理还是有相似的地方的，它们的共同点的都是在测量处测量多个点的流速，然后从这些垂线计算得到平均流速。而ADCP的特别之处在哪里？它的特别之处就在于它是动态地测量方法，而以往的传统流速仪的测量方法则是动态的，它最测量面的要求不再像传统流速仪那样苛刻，测流断面不垂直也是可以进行测量的，而且ADCP的垂线比以往的传统的测速仪也更加地多了，这也更有利于提高流速测算结果更加精准。

二、桂江流域水文特征

首先介绍一下桂江流域，桂江是西江的支流，在地理上位于中国广西壮族自治区。它的上游就是我们所熟知的漓江，江水碧绿清澈，风光秀美。桂江是一条长河流，全长大438公里，将近500公里，流域面积宽广，大18790平方公里，由于流经地区都比较平坦，因此，桂江的河道平均坡度很小，又因为其地处温润的南方，全年降雨量比较大，流经地区的植被覆盖率又比较高，因此柜价格的流域多年平均径流深度大1033毫米，径流量144亿立方米。同样是因为这一带的植被覆盖高，水土保持好，水土流失的问题不算严重，因此桂江的含沙量。但桂江年输沙量也是很大的，高达265万吨，主要是汛期的时候含沙量比较大。桂江发源于广西的猫儿山，而广西猫儿山是广西之内海拔最高的。桂江流域中间的地方虽然是十分宽敞平坦的，因为这个整个桂江流域的坡度不算太高，但是其实在桂江流域的上游还是比较多险滩的。桂江的河道比较弯曲，桂江在大多数时候可以通航40t的船只，而在枯水期就只能通航10到20t的船只。桂江枯水期的航道宽50米，但是其有效航道只有其中的 四分之一不到。

三、准确测量桂江流域水文数据的重要性

（一）桂江流域水文数据测量对水文学的意义。根据上面对桂江流域的水文特征的分析，总而言之桂江流域的水文特征是十分复杂的。从学科角度来说，地质学在我国是一门历史悠久的学科，同时它的作用重大。而其中水文地学又是一个重要的分支。简单来说，水文学则是为了了解流域之内的水文状况。具体来说就是各项的水文工作。ADCP技术的应用，使得当局可以及时掌握 流域诶的工程情况的变化，了解本流域内的雨情、水情特征，规范了水文检测的技术要求。

（二）桂江流域水文检测工作的应用点。桂江流域的水文条件负责，更需要水文检测工作的有效落实。水文检测是水文工作的重要部分。桂江流域当地的水资源开发之所以能够有条不紊地持续进行，其中一个就是因为ADCP技术在水文检测中发挥了重要作用。除此之外，水文检测工作还对桂江流域的水利规划、水工程建设管理、防汛抗旱、水资源管理与保护工作产生了重大影响。

四、ADCP在桂江流域水文检测中的应用

（一）检测水情情况。ADCP客服了传统流速仪的弱点，能够精准的测量出实时的水文数据。于此同时，由于桂江流域的水下情况复杂，礁石多露，河道深浅不一，曾经的传统流速测量技术要求垂直测量这一点要求相当苛刻，但在引进ADCP技术以后，由于其新技术的特点不要求垂直测量，省去了水文检测的很多不便之处。ADCP技术在桂江流域的水文检测中发挥极其重要的作用。举个例子，ADCP在桂江流域的应用就像是在桂江流域安装了随时可以反映水文情况的摄像头，随时地检查这桂江流域水文数据的实时变动。这对于桂江流域水文检测的日常工作来说是裨益很大的，相对于传统的检测方法，ADCP的准确度高，而且耗费的人力物力都降到了有史以来的最小。ADCP为当地水文检测提供准确的流速和流量测试数据，而这些数据又反映着桂江流域的水文情况。并且将成为桂江水文情况研究的宝贵一手资料，发挥重要作用。

（二）在紧急情况下发挥重要检测作用。由于桂江流域每年的洪水期都是比较地来势汹汹，很多时候一些连续性地强降雨会导致桂江流域发生大洪水，而这些大洪水又会对生产生活造成重大影响。ADCP的引入，就可以解决到这个数据的实时反映问题。在强降雨后发生洪水的几率十分高，而除了对降雨量的检测，掌控对汛情的了解还除了了解洪峰和超警戒水位的数据之外，还需要的数据又最大流量和流速。而ADCP则可以测量流速和流量，而且反应时间短，测量方便而迅速，使得当地能够掌握一手汛情，从而开展相关防汛抢险工作。

（三）ADCP测量在水文情报预报应急工作的开展。桂江流域在汛期是洪水多发的区域，在个别年份甚至会产生几十年一遇的大洪水。因此，防洪工作对于保障当地生产生活就显得尤其重要。防患于未然，这是大家都懂得的道理。在防洪工作里也一样，切实落实水文情报预报工作，在汛情来临之前做好防御工作，将损失降到最低。而ADCP测量技术则发挥着及时反映流域内流速流量的实时数据，为防汛工作提供情报。

结语：

ADCP区别于传统流速仪，有着卓越的优点；桂江流域水文条件复杂，ADCP在桂江流域水文中的应用使得当地能够及时获取相应数据，为桂江流域水文情况研究、汛情抢险应急工作以及水文情报预报工作提供准确数据。

参考文献：

[1]曲娟. 声学多普勒流速剖面仪ADCP及其在水文测流中的应用[J]. 气象水文海洋仪器，2011（04）

[2]王洋. ADCP的引进及在淮河流量测验中的应用[J]. 中国测控网官网，2009（7）