摘要：隨著科學技術的不斷發展，各種高新技術儀器被廣泛應用于各個領域。在河流、湖泊、海洋等的水體流量測驗中，一項具有快速、經濟、有效的高精度水文測流儀器，聲學多普勒流速剖面儀被廣泛引入。本文首先對聲學多普勒流速剖面儀進行了概述，并此基礎上對聲學多普勒流速剖面儀在水文測驗中的優勢進行了探討，最后，總結了聲學多普勒流速剖面儀使用時的注意事項。

　　關鍵字：聲學多普勒流速剖面儀 水文測驗 應用 研究

　　Abstract: Along with the development of science and technology, all kinds of hi-tech instruments were used in every field. In the river, lake, sea water flow of test, a is fast, economic and effective hydrological how high precision instrument, acoustic doppler velocity profile instrument widely introduced. This paper first of acoustic doppler velocity profile apparatus are reviewed, and the basis of acoustic doppler velocity profile instrument in the advantage of the hydrological discussed, finally, summarizes the acoustic doppler velocity profile instrument USES the attention in matters.

　　Key word: acoustic doppler velocity profile instrument hydrological applied research

　　中圖分類號：P335 文獻標識碼：A 文章編號：

　　一、 ADCP的概述

　　ADCP全名為Acoustic Doppler Current Profiler，也就我們所說的聲學多普勒流速剖面儀。ADCP使得水文測驗技術日趨成熟，并且為我國河流、湖泊提供了技術上的資料。自我國上世紀末，引進第一部 ADCP 之后，ADCP在我國便作為一種全新的流量測驗方法，并且已經在水文測量中，得到了較廣泛的應用。

　　(一)、基本原理

　　ADCP基于聲學多普勒原理：利用觀察者與聲源之間的相對運動，使得觀察者觀察到的聲波頻率發生改變的一種現象。基于聲學多普勒原理，使得ADCP能夠有效地利用聲波，并且通過ACDP與水流的相對位置來遙測水流的速度在具體應用時，ADCP向水中發射固定頻率的聲波短脈沖，使得測量高精度、快速、高效。當這些脈沖碰到水中的固定散射物，如浮游生物和泥沙等，就會發生發射。于是，ADCP就可以通過這些反射來得到回波信號，然后通過相應的處理得到水流流速。

　　(二)、ADCP的分類

　　面對著不同地理環境的水文情況，為了提高水文測量的效率。于是，有效地將ADCP進行分類是必不可少的。ADCP主要分為窄帶、和寬帶兩種類型。窄帶ADCP具有測量回波序列的相關系數及相位差，鏟除粗差、精確地計算流速的特點。其優點是流速標準誤差小，空間和時間分辨率高。而寬帶ADCP由兩個或兩個以上的編碼脈沖波系列組成，具有脈沖延遲較短、不便的特點。

　　二、 ADCP在水文測驗中的優勢

　　ADCP給水文測量工作帶了諸多便捷、高效。并使得聲學多普勒流速剖面儀這項全新技術在水利行業的廣泛應用。ADCP現已在長江水文測驗中得到了廣泛的應用推廣，給予了長江流域水文測量帶來了省時省力的優點。ADCP將物理上的知識與研究與實際水文測量應用相結合，通過總結，ADCP具有以下幾點優勢：

　　(一)、ADCP運用動態的方法進行水文測量

　　ADCP運用動態的方法進行水文測量主要是區別于傳統流速儀的測量方法：靜態方法。也就是傳統流速儀是固定的。而ADCP測量時隨著測量船運動過程來進行測量。與傳統的流速儀測量相比，ADCP并不像傳統流速儀那樣要求測流斷面垂直于河岸，測船航行的軌跡可以是斜線或者是曲線。ADCP所測得垂線、子斷面也可以很多，每條垂線上的測點也可以很多。

　　(二)、ADCP的可配有多種工作模式

　　一臺ADCP儀器可以配置多種模式，以便適應于中國復雜多變的水流條件。它ADCP還擁有專門制定的標準模式，可以普遍適用于大多數的水文測量環境。高精度、高分辨率模式可以用于在淺水、低流速的水文情況的測量。安裝了多種配置模式的ADCP可以根據不同的水文環境保持自身受動流場不擾、測驗時間短、測速的范圍大等特點。

　　(三)、合理零盲區專利技術

　　ADCP結合了“零盲區”技術，應用于1200khz ADCP。因此，1200khzADCP可以適用于更淺水深的河流和湖泊，可提高有效的測量精度，相對于傳統測量儀在尺寸、重量、盲區都大大的減小。使得我國北方的河流水文測量，通過使用ADCP，監測河道成為了可能，并且提高了測驗的精度。

　　三、 ADCP使用時的注意事項及改進

　　在實際運用ADCP的過程中，還存在著許多的缺陷。如：ADCP由于其聲波 因其受含沙量、河床流沙和船體等影響較大，使得 ADCP 在一些水文測量的條件下，ADCP的使用受到了很大的制約。對于數據的選取，將哪些位置作為一次ADCP測驗的最大流速 , 系統難以把握。對于測驗水文環境的特征與傳統方式的測驗資料結合與銜接問題，目前還不能很好地把握。對此，對于ADCP使用時的注意事項及改進策略是十分必要的。

　　(一)、ADCP使用時的注意事項

　　在ADCP的使用時，首先是安裝的問題，如何合理的安裝必須參照ADCP技術安裝說明而來，不能隨意改變ADCP的位置。其次，對于使用ADCP進行水文的應用測量，應當注意河床走沙、高含沙量、磁場影響等對于ADCP精確有影響的問題。對于河床走沙，由于ADCP在應用水文測量時，是假定河流底部固定不運動，當當發生河床走沙現象后，會致使ADCP其誤將河床泥沙的運動速度當作水流速度的一部分而產生錯誤。于是對于這一問題，技術人員在測量前應當事先估測。對于高含沙量問題，可能會導致ADCP在測量的過程中難以正確接收數據，于是，在使用ADCP的時候，應當根據具體水文環境來更改ADCP的測量模式。而對于磁場影響這一問題，使用ADCP時應當注意非鐵質測船或外接羅經的方法，加以解決這一問題。

　　(二)、ADCP使用的改進策略

　　1、使用多種數據抽取方法

　　ADCP盡管可以獲得比較準確的數據，但對于ADCP測量的數據，不應當僅僅只是使用單一的 ADCP 測量數據。在實際的應用中，由于太多的限定條件，會使得ADCP的測量存在許多的誤差因子。所以，對于ADCP技術的改良，應當使用多種抽取數據的方法，在多個特定位置獲得的瞬時流速數值作為該位置的流速。對于ADCP 實測最大流速，在符合水文測驗的要求下 , 應當滿足通過平均計算的原則。

　　2、結合傳統水文測量應用經驗

　　ADCP 的應用范圍大多仍然局限在工程測量方面，在現實的水文測量過程中，未能非常廣泛地將ADCP作為水文工作的基本測驗手段 。傳統的水文測驗方式，是一種非常經典的流速 、 流量測驗方法。在現實應用ADCP時，由于ADCP擁有者一定的局限性，使得測驗工作存在著許多的誤差。于是可以鑒于傳統測驗方式中的合理性，使ADCP結合傳統測驗方式，盡量在消除誤差影響的條件下，以獲取穩定的真實水文流速。

　　四、 結束語

　　如今的水文測驗研究中，ADCP水文測驗一直是受我國研究人眼重視的一項工程。但是在實際水文測驗中，還發現了一些問題。對于這些問題的解決，我們引入多種數據抽取方法。并使得ADCP與傳統的水文測驗相結合，使得我國ADCP在水文測驗的推廣與應用。

　　參考文獻：

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