ADCP 位置選擇指南

位置選擇是常被忽視的導致誤差或問題的來源之一

利用聲學多普勒流速剖面系統測量河流流速和流量時，或許可以在儀器操作、安裝等方面準備得很全面，但如果選擇的位置違背了 ADCP 河道測量的基本假設，將無法獲得精確的數據。

選擇測量位置時，目標是測量出能代表河道的平均流速。理想情況下，應有一段適當長度的平直河道，以避免因河道彎曲、水中障礙物、流入量、流出量等引起的流動干擾。一般我們建議測量或安裝位置應位于任何流動干擾源的上游和下游至少5-10個河道寬度處，這樣可保持充分的線性距離，從而使任何湍流、渦流、上升流、回水效應等均能形成均勻而穩定的水流。河道的植物生長及水底地形會影響流動條件，同時在水面之下可能存在某些不可見的流動干擾源。

下面列出了使用多波束聲學多普勒流速系統時的相關考慮。

01均勻條件

多波束聲學多普勒流速測量系統的一個基本假設是各波束的測量條件是相似的，因此通過各波束的流速均值將提供準確的平均流速。

02空間平均

使用諸如 RiverSurveyor S5/M9、SonTek-SL 和 SonTek-IQ 等多波束聲學多普勒水流測量系統時，測試記錄的速度是各個聲學波束測量的速度的平均值，這些波束非常狹窄。

所記錄的流速近似于由 2、3 或 4 束波束測得的流速計算出的空間平均值，并且平均面積隨距系統距離的增加而增加。

SonTek 系統的離軸波束角為25度*，因此在距系統任何特定距離（即范圍）處，光束之間的距離為（0.93 x 范圍）。例如，使用2波束 SonTek-SL 系統時，在10m的范圍內，波束之間的距離為9.3m。

2 波束系統的空間平均處理示例。

*注意：IQ 偏斜光束偏離軸 60 度

SonTek-SL 系統在河道上的任何位置

均可實現高精度的測量

在測量河道中的不同條件時，如果一切均保持平靜且無任何障礙物，則是非常理想的情況。

但事實并非總是如此....

03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（因此違背了均勻條件的假設），從而導致其平均流速明顯不同于實際平均流速。

例如，可能存在這樣的情況：

即較大的渦流造成波束沿相反方向測量流速，從而導致平均流速為零。

在河道（尤其是天然河道）中，通常存在一定程度的湍流或渦流，但在適當的較長時間內對流速數據求平均值可以幫助改善測量結果。諸如“流速誤差"和“相關性"之類的參數可指示測量的均質性。

04電磁影響

位置選擇的另一個考慮因素是局部磁場，它會影響包括羅盤在內的系統，例如 RiverSurveyor S5/M9 系統。電磁干擾源可能包括鋼橋、混凝土橋梁或結構中使用的鋼筋以及電力線等。

電磁干擾源可能包括鋼橋、

混凝土橋梁或結構中使用的鋼筋以及電力線等。

根據可用的測量位置，上述建議和考量可能并非始終可行。理想的位置是不存在的，但是在選擇位置時請務必謹記基本假設。