水文測(cè)流是水文監(jiān)測(cè)工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容，通過(guò)觀測(cè)和分析流量、流速、水位等水文信息，為防汛指揮決策、水利工程的安全調(diào)度和運(yùn)行提供重要依據(jù)。目前，水文測(cè)流裝備類型多樣，其中利用聲學(xué)多普勒原理測(cè)驗(yàn)流速的水平式ADCP，可以實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)河流斷面的流速流量，極大提高了水文測(cè)報(bào)效率，成為水文部門開(kāi)展水文測(cè)流工作的重要裝備。

為響應(yīng)水利部《水文現(xiàn)代化建設(shè)技術(shù)裝備有關(guān)要求》，中海達(dá)在近日推出了精心打磨的iFlow RH600水平式ADCP。日前，為驗(yàn)證產(chǎn)品在真實(shí)環(huán)境中的使用效果，中海達(dá)與福建省某水文局達(dá)成合作，將iFlow RH600水平式ADCP安裝在赤水溪畔某水文站進(jìn)行長(zhǎng)期數(shù)據(jù)觀測(cè)。赤水溪位于赤水鎮(zhèn)轄區(qū)，屬于小河水系，受地形、氣候的影響較大，源短流急，水量豐富。

受潮汐變化的影響，赤水溪全年水位、流速變化大。其中，枯水期水深僅不到2m，汛期流速可達(dá)4-5m/s，使用常規(guī)的測(cè)量方法無(wú)法進(jìn)行流量觀測(cè)。同時(shí)，由于直流大海，使得赤水溪水中含鹽量高。復(fù)雜特殊的水文環(huán)境，這無(wú)疑給iFlow RH600水平式ADCP的產(chǎn)品性能帶來(lái)了嚴(yán)峻考驗(yàn)。

解決方案

承擔(dān)此次測(cè)流任務(wù)的在線測(cè)流系統(tǒng)，主要由iFlow RH600水平式ADCP測(cè)流傳感器、RTU（數(shù)據(jù)處理與采集傳輸系統(tǒng)）、太陽(yáng)能供電系統(tǒng)、智能管理平臺(tái)組成，其工作原理是通過(guò)RTU將ADCP測(cè)流傳感器采集的流速數(shù)據(jù)，經(jīng)衛(wèi)星、通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸?shù)街悄芄芾砥脚_(tái)，然后利用水位面積關(guān)系，得到該站的斷面流量，幫助水文站實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷的流量觀測(cè)。

▲iFlow RH600水平式ADCP

同時(shí)，憑借600kHz的水平波束、0.2cm/s的測(cè)流精度等性能參數(shù)，iFlow RH600水平式ADCP可以獲得高精度的流量數(shù)據(jù)，提升水文站水文測(cè)報(bào)能力。

▲iFlow RH600水平式ADCP工作示意圖

1

ADCP測(cè)流傳感器及支架安裝

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，作業(yè)人員將ADCP測(cè)流傳感器及支架安裝在赤水溪上一座大橋的靠岸橋墩上。為阻擋上游垃圾、水草等漂浮物破壞ADCP測(cè)流傳感器及支架，作業(yè)人員先是在上游位置用高強(qiáng)度膨脹釘安裝了兩根槽鋼，其后在槽鋼下游安裝由工業(yè)級(jí)304不銹鋼制成，且支持縱傾、橫搖、高低可調(diào)節(jié)和自鎖的支架。

▲支架和槽鋼安裝

隨后，作業(yè)人員將ADCP測(cè)流傳感器按垂直于河流的角度安裝在支架上。這樣一來(lái)，水文站可以根據(jù)河流的不同水位隨時(shí)調(diào)整ADCP測(cè)流傳感器的采集位置。

▲ADCP測(cè)流傳感器安裝

2

RTU與太陽(yáng)能供電系統(tǒng)安裝

RTU和太陽(yáng)能供電系統(tǒng)安裝在離橋面3-4米的立桿上，并放在機(jī)箱內(nèi)保護(hù)，防止過(guò)往車輛、行人誤碰。其中，RTU負(fù)責(zé)24小時(shí)無(wú)間斷將ADCP測(cè)流傳感器采集的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程發(fā)送至服務(wù)器。太陽(yáng)能供電系統(tǒng)負(fù)責(zé)使用蓄電池和太陽(yáng)能板為RTU和ADCP測(cè)流傳感器供電。

▲RTU與太陽(yáng)能供電系統(tǒng)安裝

3

雷達(dá)水位計(jì)安裝

為了增加水位數(shù)據(jù)冗余，保證水位數(shù)據(jù)準(zhǔn)確不掉線，作業(yè)人員在河岸安裝了雷達(dá)水位計(jì)，采集的水位數(shù)據(jù)會(huì)上傳至智能管理平臺(tái)進(jìn)行處理。

▲雷達(dá)水位計(jì)安裝

4

智能管理平臺(tái)部署

部署在電腦上的智能管理平臺(tái)全天候、全天時(shí)接收ADCP測(cè)流傳感器和雷達(dá)水位計(jì)的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算處理后顯示在平臺(tái)上，方便水文站實(shí)時(shí)查看赤水溪的流量信息。同時(shí)，智能管理平臺(tái)還支持原始數(shù)據(jù)記錄、查看與導(dǎo)出，以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備電壓查看、圖表生成等各種功能，方便水文站統(tǒng)計(jì)與分析水文信息，以及確保設(shè)備正常運(yùn)行。

▲智能管理平臺(tái)流量數(shù)據(jù)界面

成果展示

查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握水情

通過(guò)智能管理平臺(tái)的流量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)界面，水文站可以實(shí)時(shí)查看赤水溪最新的流速、流量，以及水位、水溫、電壓等信息，方便水文站及時(shí)了解赤水溪最新的水情信息。

▲流量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)界面

查看過(guò)程線，了解水情動(dòng)態(tài)

通過(guò)智能管理平臺(tái)的ADCP歷史數(shù)據(jù)界面，水文站不僅可以查看赤水溪目前為止所有的流速、流量、水位面積、電壓等信息，而且還能查看水位、流速、流量過(guò)程線等歷史數(shù)據(jù)，方便水文站全面了解赤水溪各個(gè)時(shí)段的水情動(dòng)態(tài)信息，以及掌握赤水溪的水情變化規(guī)律。同時(shí)，水文站還可以下載保存ADCP的原始PD0數(shù)據(jù)。

▲ADCP歷史數(shù)據(jù)界面

▲水位、流速、流量過(guò)程線圖

通過(guò)智能管理平臺(tái)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，iFlow RH600水平式ADCP的流速、流量、水文數(shù)據(jù)采集過(guò)程連續(xù)完整，且各項(xiàng)數(shù)據(jù)合理可靠，符合赤水溪漲潮、落潮時(shí)水位高低、流速大小的變化規(guī)律。iFlow RH600水平式ADCP在解決水文站多年測(cè)流難題的同時(shí)，還展現(xiàn)了自身在復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性與穩(wěn)定性，為國(guó)產(chǎn)水平式ADCP在線測(cè)流提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

審核編輯 ：李倩