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Le dispositif de mesure de débit ADCP (Acoustic Doppler Velocity Profiler) est actuellement l'un des équipements de mesure de la vitesse et du débit des rivières les plus avancés au monde. Utilisant le principe de l'effet Doppler, il permet aux services hydrologiques d'obtenir des informations en ligne et en temps réel sur la vitesse et le débit des rivières. Grâce à l'ADCP, les services peuvent suivre l'état de fonctionnement et l'évolution des lois fluviales, fournir des données fiables pour la prévention et la gestion des crues, afin de minimiser ou d'éviter les pertes humaines et matérielles causées par les inondations, et garantir la sécurité des personnes et des biens.
Contexte du projet
La station hydrologique de Luokou, située sur la rive sud de la digue du fleuve Jaune, dans le bourg de Luokou, ville de Jinan, province du Shandong, surveille et rapporte les régimes hydriques pour le compte de la Défense nationale et de la Défense générale du fleuve Jaune tout au long de l'année. Elle fournit ainsi des données hydrologiques précises pour la lutte contre les inondations et la sécheresse, la planification des ressources en eau, les travaux d'ingénierie et le développement économique local dans le cours inférieur du fleuve Jaune au Shandong. Avec l'arrivée de la saison des crues, affectée par la régulation des eaux et des sédiments et l'affouillement du cours supérieur du fleuve Jaune, les eaux de la partie orientale du fleuve présentent une forte concentration sédimentaire, et le débit et le débit augmentent, ce qui pose constamment à la station hydrologique de Luokou la difficulté de mesurer le débit dans un environnement à forte concentration sédimentaire.
Analyse des points douloureux
Dans un environnement à forte concentration sédimentaire, le courantomètre et l'ADCP utilisés à la station hydrologique de Luokou ne peuvent pas être testés normalement. L'essai au débitmètre est long, environ une heure, et la méthode d'essai est relativement complexe, exigeant des exigences élevées pour la section d'essai. De plus, l'utilisation du courantomètre nécessite beaucoup de main-d'œuvre, obligeant les opérateurs à piloter le bateau d'essai pour les essais, et présente des risques cachés pour la sécurité des personnes. Cependant, lorsque l'ADCP est confronté à une forte concentration sédimentaire, le signal acoustique transmis est rapidement absorbé et il est impossible d'obtenir des échos efficaces, ce qui rend impossible la mesure des informations de suivi du fond et complique l'obtention de données de débit et de débit.
Programme de mise en œuvre
En raison des conditions difficiles liées à la forte concentration de sédiments dans le fleuve Jaune, l'ADCP ne dispose d'aucune information de suivi du fond et ne peut être testé séparément. C'est pourquoi Hi-Target a proposé la solution iFlow RP600 ADCP équipée d'un échosondeur bifréquence HD-MAX DF et d'un RTK fractionné haute précision K20.
Dans ce schéma, l'échosondeur bifréquence HD-MAX DF mesure la profondeur de l'eau afin de compléter les paramètres de profondeur de l'eau contenus dans les informations de suivi du fond de l'ADCP, tandis que le RTK haute précision K20 mesure la vitesse, complétant ainsi la vitesse relative au sol de l'équipement. Les données de mesure de chaque appareil sont transmises en temps réel au logiciel de mesure de débit iFlow grâce au logiciel d'adaptation de l'échosondeur bifréquence HD-MAX DF et du RTK haute précision K20, puis intégrées aux informations de vitesse relative d'écoulement mesurées par l'ADCP iFlow RP600, afin de calculer le débit et de réaliser la mesure de débit de l'ADCP.
Flux de travail
1. Installation de l'équipement
Afin de réduire l'erreur de mesure due à la distance entre chaque appareil lors de la mesure des joints, l'iFlow RP600 ADCP est installé latéralement à l'avant droit du navire de sondage en acier. L'échosondeur bifréquence HD-MAX DF est installé devant l'iFlow RP600 ADCP afin de réduire la distance entre lui et l'iFlow RP600 ADCP. Les deux antennes directionnelles de positionnement du RTK haute précision K20 sont installées directement au-dessus du support fixe de l'iFlow RP600 ADCP. Afin d'améliorer la précision et la qualité des mesures des joints, les testeurs Hi-Target ont corrigé l'écart de -4° entre la ligne de base de l'antenne du RTK haute précision K20 et l'angle d'installation du cap de l'iFlow RP600 ADCP.
2. Collecte de données
Lors de cette mesure de débit, l'iFlow RP600 ADCP a effectué deux séries de mesures (soit quatre demi-séries). L'heure de début et les fichiers de données enregistrés pour chaque test sont indiqués dans le tableau de droite.
3. Analyse des données
Sur la base du logiciel de mesure de débit iFlow, diverses informations telles que le profil global de vitesse d'écoulement de la section d'essai de la section Luokou peuvent être obtenues.
Sur la base du logiciel de mesure de débit iFlow, il est possible d'obtenir le débit, la vitesse, la surface, la largeur de la rivière et d'autres valeurs de paramètres obtenues à partir de la mesure actuelle de la section transversale et de l'analyse statistique et du calcul des données.
Grâce au logiciel de mesure de débit iFlow, il est possible d'obtenir un schéma de principe de la courbe du débit mesuré de toute la section en fonction du temps de mesure, obtenant ainsi clairement la tendance de l'évolution du débit au fil du temps.
Sur la base du logiciel de mesure de débit iFlow, la vitesse d'écoulement et l'intensité de l'écho mesurées par l'ADCP iFlow RP600 correspondant aux 4 faisceaux à chaque instant de mesure peuvent être obtenues.
Sur la base du logiciel de mesure de débit iFlow, les informations GNSS correspondant à chaque temps de rafale peuvent être obtenues.
Sur la base du logiciel de mesure de débit iFlow, la ligne de trajectoire actuelle du récipient de mesure en acier et le vecteur de vitesse d'écoulement correspondant peuvent être obtenus.
Sur la base du logiciel de mesure de débit iFlow, le tableau des résultats de débit peut être généré automatiquement et les informations de configuration de la mesure actuelle, les résultats de mesure des paramètres de débit et les résultats moyens de mesure peuvent être automatiquement enregistrés.
Résultat
L'écart relatif maximal des quatre demi-tours de mesure de l'iFlow RP600 ADCP est de 2,12%, et l'auto-écart (écart type) des paramètres de vitesse d'écoulement moyenne en section transversale, de direction d'écoulement, de largeur de la rivière et de surface de la section transversale est compris entre 0,6% et 2,7%, ce qui répond aux exigences de précision des spécifications de mesure et permet d'obtenir une grande précision des tests. Parmi ces données, l'écart relatif entre le débit moyen mesuré par l'iFlow RP600 ADCP et le débit de la station hydrologique de Luokou publié par les prévisions officielles du jour est de 1,01%. On peut conclure que les données mesurées par l'iFlow RP600 ADCP dans des conditions de concentration sédimentaire relativement élevée sont très précises et exactes, et que cet essai conjoint a été un succès total.
Résumé du projet
Le test conjoint mené par la station hydrologique de Luokou et Hi-Target montre que l'utilisation conjointe de l'ADCP Hi-Target iFlow RP600, du sondeur à double fréquence HD-MAX DF et du RTK divisé de haute précision K20 peut surmonter l'influence des conditions difficiles de forte teneur en sable et compléter la tâche de mesure de l'ADCP, qui fournit davantage de moyens et de méthodes pour mesurer le débit dans l'environnement du fleuve Jaune à forte teneur en sable.
Le quiz a également démontré les excellentes performances de l'iFlow RP600 ADCP en termes d'extension périphérique, d'installation et de mise en service, de logiciel de support et de résultats de mesure de débit.
En termes d'extension périphérique, l'iFlow RP600 ADCP peut être utilisé pour le calcul du flux ADCP en saisissant d'autres paramètres périphériques de manière raisonnable en fonction de la demande, et l'appareil a une bonne compatibilité périphérique.
Pour l'installation et la mise en service, le processus d'installation et de mise en service de l'ADCP de type iFlow RP600 est pratique et rapide, et la connexion avec l'échosondeur à double fréquence HD-MAX DF et le RTK divisé haute précision K20 est fiable et peut être utilisée dans des environnements avec de grandes concentrations de sable.
Pour le logiciel de support, le logiciel de mesure de débit iFlow peut présenter une multitude d'informations de mesure pendant le processus de test et le processus d'analyse des données une fois la mesure terminée, et offre une bonne expérience utilisateur.
Pour les résultats de mesure du débit, l'auto-écart (écart type) des données telles que le débit, la vitesse d'écoulement, la vitesse du fond et la section transversale mesurées par l'iFlow RP600 ADCP est compris entre 2,7% et la précision de mesure répond aux exigences de la spécification d'inspection de débit ADCP.