发布时间 : 星期四 文章水平式HADCP技术方案更新完毕开始阅读d5a0266cff4733687e21af45b307e87101f6f8b2
天然河流或人工河道在线流量监测系统方案
一、在线监测系统概述
1.1、基本情况
随着国家工业发展水资源越来越紧，同时水污染加重可利用水源越发稀缺。中小河流在线流量监测重要性更显突出。
? 河流在线流量监测，可实时掌握可用水资源。
? 河流在线流量监测，可通过水闸等调配县市级流域水量。 ? 河流在线流量监测，可了解污水走向，提供决策依据。
? 河流在线流量监测，在山洪和台风期间掌握各河道流量防范“天灾”。 ? 省市县镇交界河道流量在线流量监测，可为相互“水权”提供依据。
1.2、设计目标
流量站新建全自动的流量实时在线监测方式，实现对河道断面流量流速的实时在线监测，并且将流量计算的水位信息等数据通过无线传输方式传送到相关单位。
1.3、设计原则
（1）实时性、容错性
实时采集现场中的流速、水文等信息，会同断面数据能及时获得流量信息，并将其存在业务数据库中。具有较强的实时性和较高的处理效率，对访问的响应时间要短；采集接口的实时性好，能满足其应用的需要；采集接口的实时性不能影响控制系统的性能。采集通信方式在具备条件的场合，实现冗余；采集软件要有容错处理机制；实时数据库系统具有容错能力，根据具体的硬件条件实现冗余。
（3）完整性、标准化
信息的传输与处理遵循标准化的协议，以保证信息的相对完整性与一致性。对采集方式、采集设备采用统一标准和型号, 坚持系统的开放性和可扩展性。建立一个开放的、标准的、可扩充、易管理、升级的实时数据库系统。不仅仅要做到配置上的先进，更主要的是开发上和应用上的先进。
（5）安全性、可靠性
在操作上严格权限管理。系统应提供审计跟踪功能，记录所有用户操作过程，对出现的系统安全问题提供调查的依据和手段；系统应具备事务日志功能。保证在恶劣天气条件下能正常运行，确保采集通信信道畅通。
1.4、系统组成及功能
1.4.1、系统组成
水平式HADCP在线测流系统（也称定点HADCP测流）由水下HADCP、测流控制器、传输设备和系统管理软件组成。
固定IP地址 移动公网 系统管理软件 服务器
GPRS天线 太阳能板 机柜 测流控制器 蓄电池 ADCP电缆 GPRS 水平HADCP
1.4.2、系统功能
（1）能对断面流速、水温、水位等进行24小时连续在线监测。 （2）能根据实时采集的流速、水位，计算断面流量。 （3）能实现水量数据采集、流量计算、存储、传输的功能。
（4）能将采集的水位、流速、流量和测站状态信息通过通讯网络传输到接收中心。
二、测量原理
声学多普勒流速剖面仪 ADCP (英文:Acoustic Doppler Current Profilers),是利用声学多普勒原理进行研制的,是目前世界上最为先进的河流流速流量实时测量设备,自1981 年在美国诞生以来，随着技术不断进步和日益完善，已从海洋测量逐步应用于河流流量测量，测量精度也得到很大的提高，使其在宽浅河流上的应用成为可能。
水平式HADCP工作原理将声学多普勒流速测量传感器探头固定安装在水面下某一水深处使用，使声学多普勒探头上的声学传感器位于水下同一层面上或上下两个层面上，声学多普勒传感器成一定角度向对岸发射，超声波遇到水中和水一起流动的悬浮物会产生反射，部分声波反射至发射端被声学多普勒流速测量传感器接收，且反射回来的声波频率随流速的大小而发生变化，根据频率大小可计算出各层水流某一段上各点的矢量流速。只要测验范围达到断面主槽，就能建立稳定的层流速与断面平均流速的关系。另外需测量水深，根据水深和仪器安装高程算出水位，由“水位-过水面积关系表”得到过水面积。现场数据采集仪利用声学多普勒流速测量传感器提供的流速数据及水位数据采用“指标流速法”实时计算流量或用流量计算模型直接计算流量. 如果断面是规则不变，利用流速面积法积分得到流量精度可达5%以内。如果是不规则断面则主要取决于建立数学模型的精度或取决于率定的精度。
三、安装方案
3.1、安装基础
（1）安装基础位置确定：符合设计文件，施工测量应根据国家和水利部颁发的有关规定执行。 （2）安装基础置于河岸边坡：结合各站点实际情况，提出经济、合理、方便、安全的施工方案（如原河岸边坡开槽、修复、防撞等）。
3.2、仪器设备配置
（1）水平式HADCP分别采用数据采集仪表进行采集数据，同时具有流量计算功能，并根据配置管理将采集的单元流速、计算成果、运行状态等数据传输到中心站。
（2）水平式HADCP的数据管理软件，实现测站同步应用。
（3）声学多普勒流速剖面仪水平式HADCP安装方案，由我方现场察看后进行方案设计，需要确保在最高、最低水位变幅下正常监测。同时，声学多普勒流速剖面仪水平式HADCP水平安装需要上下调节的技术方案也由我方进行设计。
（4）本标段上传水位、流速、面积、流量等数据，数据上传、处理、存储的技术方案，我方根据现场察看进行设计，相关设备和软件我方根据的技术方案进行配置。
（5）我方在进行方案设计时需满足甲方所提供合理要求。
四、设备参数
RTI RiverHQ600KHz型H-ADCP主要特点： ? 采用宽带技术。
? 高精度、高分辨率。可以使用较小的单元、在较短的采样时间步长内获得精确的流速数据。尤其适用于河口、近海等流场变化较大的环境。 ? 标准配置200个可选单元。
? 标准配置超声波水位计和压力式水位计。
? 标准配置倾斜计，可测量仪器运行过程中的姿态变化，提醒操作人员及时调整，保证数据的准确性。
图4-1 仪器实物图