1、系统简介
座底式ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler,声学多普勒流速剖面仪)是一种固定安装于河床、湖底或海床的水文观测设备,通过向上或侧向发射声波,测量从探头至水面(或一定高度)的全水层流速剖面。其核心特征在于通过单个换能器(或一组同向换能器)发射与接收声波,利用单一波束获取从河底到水面的垂向流速剖面,它通常固定安装于水底或渠道侧壁,专为水文监测、天然河道、灌溉渠道、排水管网及浅海河口等场景的进行长期的流速、流量在线监测。
2、系统组成
(1)ADCP传感器:安装于水下(河底或渠底)或岸边侧装,通过发射并接收超声波,利用多普勒频移原理,测量不同水层的流速。它内部通常集成了温度传感器(用于声速校正)和压力传感器(用于测量水深),从而获得完整的垂线流速分布数据。
(2)远程监测终端:负责为ADCP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、座底式(岸边式)ADCP性能
(1)多种换能器类型:可采用活塞式或平面阵列式,应用选择灵活。
(2)多种安装方式:支持座底式、侧壁式(水平式)、倾斜式,适应不同断面条件。
(3)宽频段可选:从几十kHz到几MHz可选,高频测浅水、低频测深水。
(4)内置辅助传感器:集成温度、压力传感器,自动校正声速和水深。
(5)数字信号处理:采用宽带技术,提高低流速测量精度和抗干扰能力。
(6)数据质量标识:提供信噪比、相关系数等参数,辅助判别数据有效性。
单波束ADCP安装方式
(1)座底式安装——河底的“哨兵”
适用于水深足够,窄深河道,河床稳定,水面干扰多的场景,采用底座式安装ADCP,垂直向上发射声波,获取从河底到水面的整条垂线流速,垂直剖面代表性流场。隐蔽性好,数据稳定,不易被盗或人为破坏。
(2)斜线式安装——岸边的“观察者”
适用于宽浅河道,水浅泥沙多,高含沙量的场景,测量方式:固定于岸边侧壁,斜向对岸发射声波,获取从左岸到右岸的数十层或几十层流速分布。运维方便,水平覆盖范围更大。
