聲學多普勒剖面系統ADCP選址技巧

使用聲學多普勒水流剖面系統 (ADCP) 進行河流流速和流量測量時，最常被忽視的錯誤或問題來源之一是選址。

您可能在儀器操作、安裝等方面做到一切正確，但是如果您選擇的地點違反了 ADCP 河流測量的基本假設，那么您仍然無法獲得準確的數據。

選擇測量地點時，目標是能夠測量代表平均河道流速的速度。理想情況下，將有一段適當長度的順直河道，不受河道彎曲、水中障礙物、流入、流出等造成的流動干擾。

一般建議，測量或安裝位置應在任何流動干擾源的上游和下游至少 5-10 個河道寬度，這樣可保持充分的線性距離，從而使任何湍流、渦流、上升流、回水效應等均能穩定為均勻而穩定的水流。

河道中的植物生長會對水流情況產生影響，河道的底部地形也會產生影響，因為水面以下可能存在不可見的顯著流動干擾源。

使用多波束聲學多普勒測流系統時請注意的相關事項。

同質條件

使用任何多波束聲學多普勒測流系統進行測量的基本假設之一是，各個波束在相似條件下進行測量，因此各個波束的平均速度將提供準確的平均速度。

空間平均

使用多波束聲學多普勒測流系統（如 RiverSurveyor S5/M9、SonTek-SL 和 SonTek-IQ），報告的速度是單個聲束測量的速度的平均值，這些聲束非常窄。報告的速度近似于根據 2、3 或 4 個波束測量的速度計算出的空間平均值，平均面積隨著與系統的距離而增加。SonTek 系統的離軸波束角為 25 度*，因此在距系統的任何特定距離（即范圍）處，波束間隔的距離為 (0.93 x 范圍)。例如，使用 2 波束 SonTek-SL 系統，在 10m 范圍內，波束間隔為 9.3m。

湍流/渦流

當河道中存在明顯的湍流或渦流時，各個波束可能會在截然不同的條件下進行測量（因此違背了均質條件的假設），從而導致其平均流速明顯不同于實際平均流速。例如，在某些情況下，大渦流會導致波束測量相反方向的速度，從而導致平均速度為零。河道中通常存在一定程度的湍流或渦流，尤其是自然河道，但在適當長的時間內對速度數據進行平均，有助于改善結果。如速度誤差和相關性等參數將提供測量均勻性指示。

磁場影響

另一個選址考慮因素是局部磁場，它會影響配備羅盤的系統，例如 RiverSurveyor S5/M9/RS5。磁干擾源可能包括鋼橋、混凝土橋梁、結構中使用的鋼筋以及電力線。

以下示例顯示了河流橫斷面的帶有速度矢量的船跡，其附近的橋柱對羅盤造成了磁干擾：

根據可用的測量地點，上述建議和考慮可能并不總是可行的，在選擇地點時牢記基本假設非常重要。