《声学多普勒流速仪测流规范》20060304

SLICS17.120P12中华人民共和国水利行业标准SL337—2006声学多普勒流量测验规范CodefordischargemeasurementofacousticDopplercurrent2006-04-24发布2006-07-01实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国水利部关于发布《声学多普勒流量测验规范》SL377—2006的通知水国科〔2006〕×××号部直属单位，各省、自治区、直辖市水利（水务）厅（局），各计划单列市水利（水务局），新疆生产建设兵团水利局：经审查，批准《声学多普勒流量测验规范》为水利行业标准，并予以发布。标准编号为SL×××—2006。本标准自2006年×月×日起实施。标准文本由中国水利水电出版社出版发行。二ＯＯ六年××月××日前言根据水利部水利水电技术标准制定计划，按照《水利技术标准编写规定》（SL1—2002）的要求，编制了《声学多普勒流量测验规范》（SL×××—2006）。《声学多普勒流量测验规范》共7章79条和4个附录，主要技术内容有：——声学多普勒流量测验要求；——声学多普勒流速仪安装方法；——走航式声学多普勒流量测验方法及规定；——定点式声学多普勒流量测验方法及规定；——流量测验误差分析及精度控制；——仪器检查与保养规定。本标准为全文推荐。本标准批准部门：中华人民共和国水利部本标准主持机构：水利部水文局本标准解释单位：水利部水文局本标准主编单位：水利部长江水利委员会水文局本标准参编单位：水利部黄河水利委员会水文局水利部珠江水利委员会水文局广东省水文水资源勘测局本标准出版、发行单位：中国水利水电出版社本标准主要起草人：刘东生金兴平朱晓原周凤珍魏进春李平叶德旭蒋建平胡国栋高键田淳姚章明郑道贤王志毅黄双喜张留柱原金勇宋政峰田水利本标准审查会议技术负责人：姚永熙本标准体例格式审查人：曹阳目次1总则.................................12声学多普勒流量测验总体要求................22.1走航式流量测验的一般要求.....................22.2定点式流量测验的一般要求.....................22.3操作的一般要求...............................43声学多普勒流速仪的安装....................53.1走航式声学多普勒流速仪的安装.................53.2定点式声学多普勒流速仪的安装.................64走航式声学多普勒流量测验..................74.1准备工作.....................................74.2现场操作.....................................74.3流量测验.....................................94.4流速流向测验................................104.5流量测验文件编制和存档......................105定点声学多普勒流速仪流量测验.............135.1船测多线法流量测验..........................135.2垂向代表线和横向流量测验....................136流量测验误差来源及精度控制...............156.1声学多普勒流速仪流量测验误差来源............156.2声学多普勒流速仪流量测验精度要求............167声学多普勒流速仪检查与保养...............18附录A声学多普勒流速仪专用名词.............20附录B测验成果记载表格式...................22附录C走航式声学多普勒单次流量计算方法.....26附录D声学多普勒流量测验比测分析报告编写要求29标准用词说明................................31条文说明............................3311总则1.0.1为统一声学多普勒流量测验与分析计算等方面的技术要求，规范其在水文资料收集中的应用，保证测验成果精度，满足水文资料整编要求，特制定本标准。1.0.2本标准适用于天然河流、湖泊、水库、人工河渠、受潮汐影响或水工程调节影响河段的水文测验、调查及其资料分析整理、整编等。1.0.3声学多普勒流速仪在本标准中指剖面式的，按用途和安装方式可分为走航式和定点式两大类。声学多普勒点流速仪的测验技术要求，可参照《河流流量测验规范》GB50179—93执行。声学多普勒流速仪专用名词见附录A。1.0.4采用声学多普勒流速仪进行测验的水文站，应通过比测试验分析，并经流域机构或省级水文管理部门审查批准后方可投入使用。1.0.5本标准编制中引用的主要标准有：《河流流量测验规范》（GB50179—93）《水文资料整编规范》（SL247—1999）《水文巡测规范》（SL195—97）1.0.6利用声学多普勒流速仪进行流量测验，除执行本标准外，尚应执行国家现行的有关标准。22声学多普勒流量测验总体要求2.1走航式流量测验的一般要求2.1.1走航式流量测验，应根据所测断面的水深、流速和含沙量等情况选用合适频率的声学多普勒流速仪。2.1.2走航式流量测验的测验断面选择、流量测次布置应符合GB50179—93的要求。2.1.3可根据需要，确定是否外接全球定位系统（GPS）、外部罗经、测深仪。外接设备的刷新频率或采样频率宜大于声学多普勒流速仪流量测验的采样频率。外接设备应按各自产品标准中规定的率定（校准）周期进行率定（校准），并应符合以下要求：1GPS应能提供定位精度在亚米级以上的实时数据。2外部罗经的测角分辨率应不大于1.5°。3测深仪的工作频率不致对声学多普勒流速仪形成同频干扰。2.1.4声学多普勒流速仪入水深度应记至0.01m。2.1.5水边距离可用标尺或电子测量装置测量。外接GPS时，可根据测船起点、终点位置，利用测流断面成果计算水边距离。2.1.6在测验前应根据断面情况、可能最大流速、测船动力情况和测验要求设置声学多普勒流速仪参数。2.2定点式流量测验的一般要求2.2.1定点式流量测验，应根据所测断面的河宽、水深、流速和含沙量等情况选用合适的声学多普勒流速仪。2.2.2垂向代表线法流量测验可采用俯视式测流和仰视式测3流两种方法。1俯视测流一般将仪器安装在测船、浮标或平台上。2仰视测流一般将仪器安装在河底的基座上。2.2.3垂向代表线法流量测验的技术要求应符合下列规定：1船测多线法测流，流量测次安排、测流垂线数目及垂线位置的选择，应满足GB50179—93的要求。2垂向代表线法流量测验，代表线的数量、布置位置应通过试验优化确定。优化关系曲线或模型宜满足整编精度要求。3采用垂向代表线法，声学多普勒流速仪应布置在断面上。4垂向代表线法测速频次可根据水情变化情况、模型推流的需要确定。5应适当安排水道断面的测量次数，以减少借用断面带来的误差。2.2.4横向流量测验是将声学多普勒流速仪水平安装，测量水平方向的流速分布。横向流量测验一般将仪器安装在河岸、渠道侧壁或其他建筑物侧壁上。2.2.5横向流量测验应符合下列技术规定：1横向流量测验时，声学多普勒流速仪的安装位置应通过试验优化确定，优化关系曲线或模型宜满足整编精度要求。2声学多普勒流速仪的安装应使其中心轴线与测流断面平行。3横向测速频次可根据水情变化情况、模型推流的需要确定。4应适当安排水道断面的测量次数，以减少借用断面带来的误差。2.2.6根据试验资料确定的相关关系或模型应进行校测，校测的样本数应不少于10次。当校测点明显偏离原率定相关关系时，应及时加密校测测次，以满足重新率定相关关系。校测结果宜4用统计检验法进行检验。当原相关关系与校测样本有显著性差异时，应重新进行试验并率定相关关系。2.3操作的一般要求2.3.1采用声学多普勒流速仪进行流量测验，操作人员应经过培训，且达到如下要求：1应熟悉声学多普勒流速仪设备使用技术手册。2应能熟练使用厂家提供的自检程序对声学多普勒流速仪设备进行检验。3应能根据测验水域水文泥沙特性对声学多普勒流速仪设备的各项系统参数进行优化设置。4应能对流量测验成果的合理性进行检查。5应熟悉资料备份及存储管理。6应熟悉仪器的安装、拆卸，掌握常见故障的排除等。2.3.2船舶驾驶员应熟悉测验断面附近河流的水深、水流情况，能根据流速、流向情况等确定适当的航速，并根据导航系统或断面标识，保持测船沿预定断面航行。53声学多普勒流速仪的安装3.1走航式声学多普勒流速仪的安装3.1.1安装支架应满足下列要求：1设计应以结构简单、操作方便、升降转动灵活、安全可靠为原则。2应根据所使用仪器的结构特点专门设计、定制安装支架，或直接使用仪器生产商提供的配套支架。3应采用防锈、防腐蚀能力强，重量轻，强度大的非磁性材料制作。4结构应牢固稳定，不因水流冲击或测船航行等原因导致倾斜。5宜配置仪器探头保护装置。3.1.2声学多普勒流速仪一般可安装在船头、船弦的一侧或穿透船体的竖井内，并应符合下列规定：1声学多普勒流速仪安装位置离船舷的距离，木质测船宜大于0.5m，铁磁质测船宜大于1.0m。2仪器探头的入水深度，应根据测船航行速度、水流速度、水面波浪大小、测船吃水深、船底形状等因素综合考虑，使探头在整个测验过程中始终不会露出水面。入水后，应保证船体不会妨碍信号的发射和接收。3铁磁质测船竖井内安装时，应外接罗经。3.1.3垂直方向，应保证仪器纵轴垂直，呈自然悬垂状态；水平方向，应使仪器探头上的方向标识箭头与船体纵轴线平行。3.1.4在仪器安装过程中，应防止碰撞仪器的探头表面。仪器应安装牢固。3.1.5信号线、电源线正确连接后方可通电工作。63.1.6外接设备的安装应符合下列规定：1GPS天线宜安装在声学多普勒流速仪正上方平面位置1m以内。2外部罗经的安装指向应与船艏方向一致。当为磁罗经时，安装位置离船上任何铁磁性物体的距离应不小于1.0m。3测深仪换能器宜垂向安装在声学多普勒流速仪同侧，测量过程中换能器不应露出水面。3.1.7成套走航设备可根据产品说明书的要求进行安装。3.2定点式声学多普勒流速仪的安装3.2.1船测多线法流量测验，声学多普勒流速仪的安装应符合本标准3.1的有关要求。3.2.2定点式安装基座应符合下列技术要求：1安装基座的设计应方便声学多普勒流速仪的安装维护。2垂向代表线法流量测验，声学多普勒流速仪可安装在水下基座或锚定的水面浮标上，基座应具备保持声学多普勒流速仪处于垂直状态的可调整装置。3水平方式流量测验，仪器可安装在河岸、桥墩或其他建筑物侧壁上，并保证换能器处于水平状态。仪器安装的高度宜通过分析确定。3.2.3采用定点方式进行流量测验，信号线、电源线的连接处应采取水密措施。74走航式声学多普勒流量测验4.1准备工作4.1.1根据断面河床、水流、泥沙特性和测船，准备必要的外接设备。外接设备包括外部罗经、回声测深仪、GPS等。4.1.2声学多普勒流速仪安装使用前应按下列要求进行预检：1仪器是否有污损、变形等。2供电系统输出的交、直流电压是否符合仪器标称要求。3使用外部设备时，应检查相应设备运转情况是否正常。4使用的电缆和插接件应逐一清点，应备有足够的备件。4.2现场操作4.2.1声学多普勒流速仪安装完成后，应对所有电缆、电路的连接进行检查。4.2.2测前应对声学多普勒流速仪进行自检，并记录自检结果。4.2.3声学多普勒流速仪宜安装在非铁磁物质的测船上进行测验。对铁磁物质测船，应安装外部罗经。4.2.4测流断面有底沙运动时，应采用GPS测量船速。4.2.5在底跟踪可能失效时，应调整参数进行试测；测不到最大水深时，应配置测深仪测深。4.2.6测验前，应对使用的罗经（外部罗经或内部罗经）进行校验。4.2.7每次测验前，应根据现场条件按以下要求对仪器参数进行设置：1深度单元尺寸应不小于