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El ADCP (Perfilador Acústico de Velocidad Doppler) es uno de los equipos de medición de caudal y velocidad fluvial más avanzados del mundo. Utiliza el principio del efecto Doppler para medir la velocidad del caudal y ayuda a los departamentos hidrológicos a obtener información sobre la velocidad y el caudal fluvial en línea y en tiempo real. Mediante el ADCP, el departamento puede comprender el estado de funcionamiento y las leyes cambiantes de los ríos, proporcionar datos fiables para la prevención y el control de inundaciones, minimizar o evitar las víctimas y las pérdidas materiales causadas por inundaciones y garantizar la seguridad de las personas y los bienes.
Antecedentes del proyecto
La Estación Hidrológica de Luokou, ubicada en la ribera sur del dique del río Amarillo, en la ciudad de Luokou, Jinan, provincia de Shandong, ha monitoreado e informado sobre los regímenes hídricos para la Defensa General Nacional y la Defensa General del Río Amarillo durante todo el año, brindando información hidrológica precisa para el control de inundaciones y el alivio de sequías, la programación hídrica, la construcción de ingeniería y el desarrollo económico local en el curso bajo del río Amarillo en Shandong. Debido a la llegada de la temporada de inundaciones, afectada por la regulación hídrica y sedimentaria y la erosión del curso alto del río Amarillo, el agua en la sección oriental del río Amarillo presenta una gran concentración de sedimentos, y el caudal y la descarga aumentan, lo que hace que la Estación Hidrológica de Luokou se enfrente constantemente al problema de la medición del caudal en un entorno con una gran concentración de sedimentos.
Análisis de puntos de dolor
En entornos con alta concentración de sedimentos, el correntímetro y el ADCP de la estación hidrológica de Luokou no pueden probarse con normalidad. La prueba del correntímetro requiere un tiempo prolongado, de aproximadamente una hora, y el método de prueba es relativamente complejo, con altos requisitos para la sección de prueba. Además, el correntímetro requiere mucha mano de obra, lo que obliga a los operadores a conducir la embarcación de prueba, además de ciertos riesgos ocultos para la seguridad personal. Sin embargo, cuando el ADCP se enfrenta a una alta concentración de sedimentos, la señal acústica transmitida se absorbe rápidamente y no se pueden obtener ecos efectivos, lo que impide medir la información de seguimiento del fondo y dificulta la obtención de datos de caudal y caudal.
Programa de Implementación
Debido a las duras condiciones de la alta concentración de sedimentos en el Río Amarillo, el ADCP no cuenta con información de seguimiento del fondo y no puede probarse por separado. Por lo tanto, Hi-Target proporcionó la solución iFlow RP600 ADCP, equipada con una ecosonda de doble frecuencia HD-MAX DF y un RTK dividido de alta precisión K20.
En este esquema, la ecosonda de doble frecuencia HD-MAX DF mide la información de profundidad del agua y complementa los parámetros de profundidad en la información de seguimiento de fondo ADCP. El RTK dividido de alta precisión K20 mide la velocidad y complementa la velocidad relativa del equipo en la información de seguimiento de fondo ADCP. Los datos de medición de cada dispositivo se envían al software de medición de caudal iFlow en tiempo real mediante el software de compatibilidad de la ecosonda de doble frecuencia HD-MAX DF y el RTK dividido de alta precisión K20. Estos datos se integran con la información de velocidad relativa del caudal medida por el ADCP iFlow RP600 para calcular el caudal y completar la operación de medición de caudal ADCP.
Flujo de trabajo
1. Instalación del equipo
Para reducir el error de medición causado por la distancia entre cada dispositivo durante la medición conjunta, el ADCP iFlow RP600 se instaló lateralmente en la parte frontal derecha del buque de investigación de acero. La ecosonda de doble frecuencia HD-MAX DF se instaló delante del ADCP iFlow RP600 para reducir la distancia entre ambos. Las dos antenas direccionales de posicionamiento del RTK dividido de alta precisión K20 se instalaron directamente sobre el soporte fijo del ADCP iFlow RP600. Para mejorar la precisión y la calidad de la medición conjunta, los probadores de Hi-Target realizaron una corrección de desviación de -4° entre la línea base de la antena del RTK dividido de alta precisión K20 y el ángulo de rumbo de la instalación del ADCP iFlow RP600.
2. Recopilación de datos
En esta medición de caudal, el iFlow RP600 ADCP realizó dos rondas de medición (un total de cuatro medias rondas de medición). La hora de inicio y los archivos de datos registrados de cada prueba se muestran en la tabla de la derecha.
3. Análisis de datos
Con base en el software de medición de flujo iFlow, se puede obtener información diversa, como el perfil de velocidad de flujo general de la sección de prueba de la sección de Luokou.
Basándose en el software de medición de caudal iFlow, es posible obtener los valores de caudal, velocidad, área, ancho del río y otros parámetros obtenidos a partir de la medición actual de la sección transversal y del análisis y cálculo estadístico de los datos.
Basándose en el software de medición de caudal iFlow, es posible obtener un diagrama esquemático de la curva del caudal medido de toda la sección en función del tiempo de medición, obteniendo así claramente la tendencia del cambio de caudal con el tiempo.
Basándose en el software de medición de flujo iFlow, se puede obtener la velocidad del flujo y la intensidad del eco medidas por el ADCP iFlow RP600 correspondientes a los 4 haces en cada tiempo de medición.
Basándose en el software de medición de flujo iFlow, se puede obtener la información GNSS correspondiente a cada tiempo de ráfaga.
Con base en el software de medición de flujo iFlow, se puede obtener la línea de trayectoria actual del recipiente de medición de acero y el vector de velocidad de flujo correspondiente.
Basado en el software de medición de flujo iFlow, la tabla de resultados de flujo se puede generar automáticamente y la información de configuración de la medición actual, los resultados de la medición de parámetros de flujo y los resultados promedio de la medición se pueden registrar automáticamente.
Resultado
La desviación relativa máxima de las 4 medias rondas de medición del iFlow RP600 ADCP es de 2,121 TP³T, y la desviación estándar de los parámetros de velocidad de flujo promedio de la sección transversal, dirección del flujo, ancho del río y área de la sección transversal se encuentran entre 0,61 TP³T y 2,71 TP³T, lo que cumple con los requisitos de precisión de las especificaciones de medición y logra una alta precisión de prueba. Entre ellos, la desviación relativa entre el caudal promedio medido por el iFlow RP600 ADCP y el caudal en la Estación Hidrológica de Luokou publicado por el pronóstico oficial del día es de 1,011 TP³T. Se puede concluir que los datos medidos por el iFlow RP600 ADCP bajo la condición de una concentración relativamente alta de sedimentos tienen alta precisión y exactitud, y esta prueba conjunta ha sido un completo éxito.
Resumen del proyecto
La prueba conjunta realizada por la estación hidrológica de Luokou y Hi-Target muestra que el uso conjunto de Hi-Target iFlow RP600 ADCP, la sonda de doble frecuencia HD-MAX DF y el RTK dividido de alta precisión K20 puede superar la influencia de las duras condiciones de gran contenido de arena y completar la tarea de medición del ADCP, que proporciona más medios y métodos para medir el flujo en el entorno del río Amarillo con gran contenido de arena.
El cuestionario también demostró el excelente desempeño del ADCP iFlow RP600 en términos de expansión periférica, instalación y puesta en marcha, software de soporte y resultados de medición de flujo.
En términos de expansión periférica, iFlow RP600 ADCP se puede utilizar para el cálculo del flujo ADCP ingresando otros parámetros periféricos de manera razonable según la demanda, y el dispositivo tiene una buena compatibilidad periférica.
Para la instalación y puesta en servicio, el proceso de instalación y puesta en servicio del ADCP tipo iFlow RP600 es cómodo y rápido, y la conexión con la ecosonda de doble frecuencia HD-MAX DF y el RTK dividido de alta precisión K20 es confiable y se puede utilizar en entornos con grandes concentraciones de arena.
Para el software de soporte, el software de medición de flujo iFlow puede presentar una gran cantidad de información de medición durante el proceso de prueba y el proceso de análisis de datos una vez completada la medición, y tiene una buena experiencia de usuario.
Para los resultados de la medición de flujo, la autodesviación (desviación estándar) de los datos como flujo, velocidad de flujo, velocidad del fondo y área de la sección transversal medidos por el ADCP iFlow RP600 está dentro de 2.7%, y la precisión de la medición cumple con los requisitos de la especificación de inspección de flujo del ADCP.