1、系统简介
H-ADCP的全称是 Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler 。它的工作原理是基于声学多普勒效应:仪器向水中水平发射已知频率的声波脉冲,这些声波遇到水体中的悬浮颗粒(如泥沙、浮游生物)后会发生反射。由于颗粒物随水流运动,反射回的声波频率会发生变化(即多普勒频移)。通过精确测量这种频率变化,HADCP能够计算出不同水层的水流速度,从而获得一个水平剖面上的流速分布 。与传统的点式流速仪不同,HADCP能够“看到”从岸边到对岸的流速变化,结合测量的水位数据,可以实时计算出通过断面的总流量 。因此,它被广泛应用于河流、渠道、河口的实时流量监测、水资源调度、洪水预警以及水环境研究等领域
2、系统组成
(1)HADCP传感器:它通常采用水平侧装的方式固定在河道岸边或桥墩上 。传感器内部集成了多个换能器(用于收发声波),以及用于测量水位、姿态、温度等的多种传感器 。
(2)远程监测终端:负责为HADCP供电(通常是太阳能供电系统),并通过4G、有线或无线网络,将采集到的数据实时传输出去 。
(3)通信平台:包括4G网络和Internet网络,是连接现场设备和监控中心的数据通道 。
(4)监测中心:由服务器和配套软件组成,负责接收、存储、处理和分析所有监测数据,并以图形化界面(如流速矢量图、水位变化图)展示给用户,实现远程监控和数据管理。
3、水平式H-ADCP性能
(1)自适应宽带编码信号,测量精度高
(2)内置流量解算,支持大断面与多流速模型,流量计算准确
(3)可外接水位计,适配多种水文监测场景
(4)4G 通信、本地存储,数据稳定可补发
(5)支持远程调试与 OTA 升级,运维便捷
(6)自带姿态、温湿度监测,实时监控设备工况
(7)超低功耗,适合野外无市电长期在线监测
(8)赛钢防腐抗附着,适应恶劣水环境
(9)全中文界面,兼容通用调试工具,操作简单
4、水平式H-ADCP安装方式
(1)岸边侧装
适用于河道断面规整、岸坡稳定、水流条件均匀的监测场景。这是H-ADCP最典型最常用的安装方式,将H-ADCP通过不锈钢导轨支架直接固定在硬化的岸坡、堤坝或桥墩上通过向对岸水平发射声波,以获取整个断面的流速剖面。
(2)栈桥式安装
适用于当监测断面岸边无安全作业条件、无法直接安装设备、且需长期稳定测流时,应建设观测栈桥。在监测断面岸边建设固定式钢结构观测栈桥,由基础桩、主梁、操作平台及防护栏杆组成,栈桥延伸至河道主流区,为水平式 ADCP 安装、调试及维护提供作业条件。
(3)桥墩式安装
适用于河道较宽、断面流速分布不均,需将水平式 ADCP 布置在河道中部以保证测流代表性的监测断面。在河道监测断面中部位置设置独立混凝土桥墩,作为水平式 ADCP 的安装基础。桥墩采用钢筋混凝土结构,基础深入河床稳定层,抗冲刷、结构稳固,满足长期运行要求。ADCP设备固定于桥墩侧面,探头水平对向水流,实现河道中部稳定测流。
