(1.長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局 長(zhǎng)江下游水文水資源勘測(cè)局, 江蘇 南京 210011；2.河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院，江蘇 南京 210024)

流速測(cè)量是水情監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)、水動(dòng)力研究、防洪工程設(shè)計(jì)論證、生態(tài)環(huán)境評(píng)估等工作中必不可少的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。目前河流流速測(cè)量常用的流速儀有轉(zhuǎn)子式流速儀、聲學(xué)多普勒流速儀(ADCP)、電磁流速儀和電波流速儀等。然而我國(guó)河流的地域分布廣闊，河道的規(guī)模、形態(tài)、水深、河床地貌和水流的流場(chǎng)與流速等存在不同特征，因此測(cè)流儀的選用和組合需滿足具體情形下水文監(jiān)測(cè)和測(cè)驗(yàn)的需要。水文科技管理學(xué)者在研究水文監(jiān)測(cè)創(chuàng)新體系時(shí)認(rèn)為，為滿足我國(guó)水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范的精度要求，開(kāi)展儀器的適應(yīng)性研究十分必要[1]。全面理解和掌握常用流速儀的技術(shù)特點(diǎn)及其適用性可有效地發(fā)揮并利用儀器的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高流速流量監(jiān)測(cè)和測(cè)驗(yàn)效率，同時(shí)也有利于推動(dòng)水文監(jiān)測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。

1 轉(zhuǎn)子式流速儀

1.1 技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

轉(zhuǎn)子式流速儀是我國(guó)使用最早的河流流速儀，是通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)隨水流的運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速來(lái)獲得流速的儀器[2]。按儀器結(jié)構(gòu)，通常分為旋漿流速儀和旋杯流速儀[3]。其測(cè)量的流速V的計(jì)算如下式(1)所示

V=a+bn

(1)

式中,a表示儀器常數(shù)；b表示水力螺距；n是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。公式中的a和b可以通過(guò)在多組檢定點(diǎn)(已知的流速V和轉(zhuǎn)速n)情況下用最小二乘法計(jì)算得到[4]。

我國(guó)在新中國(guó)成立初期就已研制和批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)子式流速儀并投入應(yīng)用，1957年水利部聘請(qǐng)國(guó)外專家對(duì)當(dāng)時(shí)的國(guó)產(chǎn)流速儀進(jìn)行了改進(jìn)；“八五”期間，水利部曾組織人員開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，對(duì)流速儀的測(cè)流精度、測(cè)流量程和防泥沙性能提升起到促進(jìn)作用[5]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)轉(zhuǎn)子式流速儀的技術(shù)應(yīng)用和改進(jìn)研究主要放在對(duì)其系統(tǒng)集成和自動(dòng)化上，例如將轉(zhuǎn)子式流速儀集成到自動(dòng)流速流量測(cè)量纜道系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)流速流量的自動(dòng)化和智能化現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)。

目前，多數(shù)水文站都使用轉(zhuǎn)子式流速儀，還有一些水文站在采用ADCP作為主要測(cè)流儀時(shí)也仍保留了轉(zhuǎn)子式流速儀進(jìn)行比測(cè)，以保證流量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的客觀性和全面性。表1為大通水文站某時(shí)段流速特征值比測(cè)結(jié)果。

表1 大通站某時(shí)段流速比測(cè)特征值統(tǒng)計(jì) m/s

注：旋漿流速儀為L(zhǎng)S25-3A型，ADCP型號(hào)為WHR600K。

表1中,盡管兩種流速儀的測(cè)點(diǎn)空間位置在表達(dá)上相同，但二者所測(cè)量的對(duì)象存在差別，旋漿流速儀所測(cè)的對(duì)象是旋漿所處深度點(diǎn)上的流速，而ADCP所測(cè)流速是其所測(cè)水層單元的代表流速(包含測(cè)點(diǎn)在內(nèi))；同時(shí)，兩種流速儀的采樣率以及有無(wú)機(jī)械慣性等原因也導(dǎo)致了數(shù)據(jù)差異。運(yùn)用兩種流速儀施測(cè)，既可在平均流速上進(jìn)行相互驗(yàn)證，也可客觀、全面地反映流速特征。

目前國(guó)內(nèi)采用的轉(zhuǎn)子式流速儀主要以國(guó)產(chǎn)的旋漿流速儀為主，現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該類流速儀的組成結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、檢定、試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則等進(jìn)行了規(guī)定和規(guī)范[3]。

1.2 技術(shù)指標(biāo)和適用性

基于對(duì)同類常見(jiàn)流速儀的調(diào)研對(duì)比，目前轉(zhuǎn)子式流速儀的主要技術(shù)指標(biāo)如表2所示。調(diào)研對(duì)比了LS20B流速儀、LS25系列流速儀、Valeport-106流速儀等，選取LS25-3D為典型技術(shù)指標(biāo)代表。

表2 轉(zhuǎn)子式流速儀主要技術(shù)指標(biāo)

注：*是指同類流速儀在某一項(xiàng)指標(biāo)上達(dá)到的極限值。

從技術(shù)指標(biāo)上看，轉(zhuǎn)子式流速儀能適應(yīng)大多數(shù)河流的流速流量測(cè)驗(yàn)任務(wù)，但由于其測(cè)流部件為機(jī)械結(jié)構(gòu)，在實(shí)際使用中還存在一定局限性：①漂浮物較多或水草較多情況下，容易破壞轉(zhuǎn)子機(jī)械部件；②測(cè)速不能小于啟動(dòng)流速，無(wú)法測(cè)出極低流速；③超高流速(超出量程)及高流速情況下，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的流速儀線性關(guān)系已不復(fù)存在；④在含沙量高的深水水域，高水壓下會(huì)導(dǎo)致泥沙進(jìn)入軸承腔，從而引發(fā)儀器故障；⑤時(shí)間或空間上變化快的流速，機(jī)械慣性滯后，采樣速率較低；⑥接觸式測(cè)量對(duì)于流速變化過(guò)快的斷面，同步捕捉能力較差；⑦大范圍快速流速測(cè)驗(yàn)效率較低，需要多船多人協(xié)同。

1.3 技術(shù)改進(jìn)和解決方案建議

轉(zhuǎn)子式流速儀的適用局限性分為兩類：①與儀器本身的設(shè)計(jì)和工作原理有關(guān)，無(wú)法通過(guò)技術(shù)改進(jìn)來(lái)改變，例如1.2節(jié)所列的③，⑤，⑥，⑦項(xiàng)。②可以通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)、材料或工藝來(lái)減小局限性這些的影響，例如可通過(guò)新材料和工藝，減小摩擦和能量損耗以降低啟動(dòng)速度，可以利用磁懸浮技術(shù)來(lái)替代傳統(tǒng)的軸承，從而提高靈敏度和防泥沙能力[6]；通過(guò)信號(hào)感測(cè)機(jī)構(gòu)機(jī)件位置等方法可以減小信號(hào)檢測(cè)對(duì)轉(zhuǎn)子的阻力，從而提高靈敏度[7]。結(jié)合新材料、新工藝和應(yīng)用新技術(shù)理念，可提高轉(zhuǎn)子式流速儀的靈敏度、測(cè)量精度以及測(cè)量量程等技術(shù)指標(biāo)，使其更好地發(fā)揮效用。

2 ADCP

2.1 技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

ADCP是利用聲學(xué)多普勒效應(yīng)測(cè)量水流速度的儀器。ADCP計(jì)算原理是：儀器向水中發(fā)射聲波，通過(guò)測(cè)量隨水流運(yùn)動(dòng)的懸浮粒子反射聲波的多普勒頻移來(lái)得到水流的速度[2]。水層單元相對(duì)于換能器波束方向的流速V的測(cè)算如下式(2)所示

(2)

式中，F(xiàn)d是多普勒頻移；Fs為發(fā)射聲音頻率；C為聲速；θ為相對(duì)流速矢量和ADCP與反射體直線之間的夾角；V為相對(duì)流速，由波束坐標(biāo)系通過(guò)羅經(jīng)指向關(guān)系換算到地球坐標(biāo)系下的流速和流向。

根據(jù)所測(cè)量的流速單元和量程，習(xí)慣上分為ADCP和點(diǎn)式多普勒流速儀。根據(jù)ADCP剖面的方向，可分為兩種：有常規(guī)近似垂直安裝的ADCP， 用于船載走航或座底流速觀測(cè)；水平方向安裝的ADCP，稱之為H-ADCP，常用于固定安裝在河道一側(cè)的平臺(tái)上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流速流量。由于點(diǎn)式多普勒流速儀在現(xiàn)場(chǎng)流速測(cè)量時(shí)效率相對(duì)較低，在實(shí)際水文監(jiān)測(cè)和觀測(cè)中應(yīng)用很少。

20世紀(jì)80年代，ADCP首先在美國(guó)投入實(shí)際流速測(cè)量中[8]。1990年長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局引進(jìn)了第一臺(tái)ADCP，并在長(zhǎng)江口感潮河段的水文觀測(cè)中取得良好應(yīng)用效果。之后水文工作者對(duì)引進(jìn)的ADCP開(kāi)展了多期次的水文測(cè)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)工作，并針對(duì)長(zhǎng)江測(cè)流中遇到的動(dòng)底、鐵船干擾等實(shí)際應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題提出了解決方案[9]。

目前，河流流速測(cè)量用的ADCP以進(jìn)口儀器為主，我國(guó)各流域機(jī)構(gòu)和各省及直轄市所屬的水文局均采用ADCP。在使用方式上，除了用船載ADCP進(jìn)行走航流速測(cè)驗(yàn)外，長(zhǎng)江的三堆子水文站、黃陵廟水文站、南京水文實(shí)驗(yàn)站和黃河的小川水文站、珠江的天河水文站等均設(shè)有以H-ADCP為主要測(cè)流儀器的實(shí)時(shí)流速流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

我國(guó)國(guó)家海洋局海洋技術(shù)研究所等單位開(kāi)展了ADCP研究工作，并在1997年開(kāi)發(fā)出ADCP樣機(jī)[10]，但當(dāng)時(shí)并未將其研發(fā)成果推廣到河流測(cè)流領(lǐng)域。直到2013年，經(jīng)過(guò)黃河水利委員會(huì)水文局、長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局等多家單位的比測(cè)，由我國(guó)某科研院所研發(fā)的600K ADCP開(kāi)始在河流流速中推廣應(yīng)用。目前，我國(guó)對(duì)ADCP的研制和技術(shù)應(yīng)用制定了較完善的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：《GB/T 24558-2009 聲學(xué)多普勒流速剖面儀》規(guī)定了ADCP產(chǎn)品的類型和組成、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則[11]；《SL 337-2006聲學(xué)多普勒流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》對(duì)聲學(xué)多普勒流量測(cè)驗(yàn)要求、安裝方法、走航和定點(diǎn)流速流量測(cè)驗(yàn)方法、流速流量測(cè)驗(yàn)誤差分析及精度控制等作出了規(guī)定[12]。

2.2 技術(shù)指標(biāo)和適用性

ADCP的量程、測(cè)流精度和分辨率等技術(shù)指標(biāo)主要與換能器的聲學(xué)頻率有關(guān)，目前河流中采用的ADCP的聲學(xué)頻率主要在150～2 400 kHz之間，少數(shù)情況下會(huì)用到低頻的海洋型ADCP?；趯?duì)同類流速儀的調(diào)研對(duì)比，ADCP的主要技術(shù)指標(biāo)如表3所示。在該表中，調(diào)研對(duì)比了TRDI的Workhorse系列、RiverRay系列及OS系列、SONTEK產(chǎn)品系列 、NORTEK產(chǎn)品系列、 國(guó)產(chǎn)iflow產(chǎn)品系列等，選取目前河流測(cè)流應(yīng)用最多的TRDI瑞江600K作為典型技術(shù)指標(biāo)代表。

表3 ADCP主要技術(shù)指標(biāo)

從技術(shù)指標(biāo)上看，ADCP 能滿足河流的流速流量測(cè)量任務(wù)。相對(duì)于轉(zhuǎn)子式流速儀來(lái)說(shuō)，ADCP具有流速分辨率高、測(cè)流響應(yīng)速度快、剖面式測(cè)量效率高等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)ADCP工作方式上為聲學(xué)遙測(cè)，對(duì)遙測(cè)的流場(chǎng)沒(méi)有干擾，也不存在泥沙堵塞和水草纏繞問(wèn)題，可維護(hù)性較好。

ADCP在我國(guó)應(yīng)用實(shí)踐中已積累了許多寶貴經(jīng)驗(yàn)，攻克了常見(jiàn)的應(yīng)用技術(shù)難題，但在實(shí)際使用中仍存在一定局限性：①在洪水等急流環(huán)境下，載體或安裝平臺(tái)難以下水；②表層盲區(qū)絕大多數(shù)ADCP的聲學(xué)換能器在發(fā)射脈沖后余震不能立即消除；③底層盲區(qū)存在ADCP波束的旁瓣影響；④高泥沙濃度水體對(duì)聲波的反射和散射能量過(guò)大；⑤岸坡或水底起伏坡度較大的水域，會(huì)遮擋或影響2個(gè)或2個(gè)以上的波束的數(shù)據(jù)，造成流速無(wú)法解算。

2.3 技術(shù)改進(jìn)前景展望和解決方案

針對(duì)ADCP在應(yīng)用上存在的局限性，可以通過(guò)技術(shù)改進(jìn)來(lái)提高其適應(yīng)性。針對(duì)2.2節(jié)中局限①，研發(fā)適合急流環(huán)境的集成載體，例如配重纜道或支架等解決ADCP在急流中難以下水等問(wèn)題。針對(duì)局限③和⑤，可設(shè)計(jì)制造更小的聲學(xué)波束角，以減小底層盲區(qū)的影響以及解決4個(gè)波束同一水層波束腳印覆蓋區(qū)過(guò)大的問(wèn)題，從而更加適應(yīng)坡度較大的岸坡附近水域。針對(duì)局限②和④，建議在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，采用高低頻組合，即在利用高頻聲學(xué)脈沖滿足較近水層流速剖面精確及較小的表層盲區(qū)的同時(shí)，利用低頻寬帶聲學(xué)脈沖加強(qiáng)對(duì)泥沙的穿透。

3 電磁流速儀

3.1 技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

電磁流速儀是利用電磁感應(yīng)原理,根據(jù)流體切割磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)與流體速度成正比的關(guān)系來(lái)測(cè)定流速的儀器[2]。流速計(jì)算原理是：將水流視為帶電粒子流, 切割磁場(chǎng)即產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，流速(V)的計(jì)算見(jiàn)公式(3)：

(3)

式中，E為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，K為與傳感器相關(guān)的系數(shù)，B為磁場(chǎng)強(qiáng)度，L是電極之間的間距。

早在20世紀(jì)70年代，我國(guó)就研制了電磁流速計(jì)，并將其應(yīng)用于海洋調(diào)查中[13]。1984年，天津水科所研制了EMV系列電磁流速儀，但其應(yīng)用僅限于水利工程模型實(shí)驗(yàn)中。1990年，黃河水利委員會(huì)水利科學(xué)研究所引進(jìn)中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七研究院的技術(shù)，并成功將其改進(jìn)為能用于在野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)流的電磁流速儀[14]。以上提到的幾種早期電磁流速儀國(guó)產(chǎn)型號(hào)均未得到大范圍推廣應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)多個(gè)廠家生產(chǎn)的電磁流速儀主要應(yīng)用在小河流或人工渠道的流速流量測(cè)量上，尚無(wú)專門針對(duì)電磁流速儀的規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。

目前，電磁流速儀應(yīng)用在含沙量較高的水體、水草和漂浮物水域以及冰凌區(qū)域具有優(yōu)勢(shì)，例如由于含沙和冰凌等因素影響，在黃河的一些水文站推廣應(yīng)用電磁流速儀進(jìn)行測(cè)流[15]。我國(guó)很多水文局和水文站采用電磁流速儀，但在大江大河上的應(yīng)用數(shù)量明顯少于轉(zhuǎn)子式流速儀和ADCP，人工明渠測(cè)流和小型河流流速測(cè)量中用到電磁流速儀的較多，且以國(guó)產(chǎn)電磁流速儀為主。

3.2 技術(shù)指標(biāo)和適用性

目前，電磁流速儀的主要技術(shù)指標(biāo)范圍如表4所示。 該表調(diào)研對(duì)比了OTT系列、VALEPAORT系列和國(guó)產(chǎn)MGG/KL-DCB等型號(hào)，選取VALEPAORT的 MIDAS ECM作為典型技術(shù)指標(biāo)代表。

表4 電磁流速儀主要技術(shù)指標(biāo)

從技術(shù)指標(biāo)上看，電磁流速儀能滿足河流流速測(cè)驗(yàn)的大多數(shù)應(yīng)用情況。該類儀器不受泥沙含量及濃度的限制，即使在有漂浮物和水草環(huán)境的河流中也可使用。儀器設(shè)計(jì)緊湊，無(wú)外露的機(jī)械部件，維護(hù)成本較低，能測(cè)量極淺水域的流速。

電磁流速儀的應(yīng)用局限性表現(xiàn)為只能測(cè)量單點(diǎn)流速。相較于同樣也只能測(cè)單點(diǎn)流速的轉(zhuǎn)子流速儀來(lái)說(shuō)，由于相關(guān)電子元件造價(jià)較高，導(dǎo)致其應(yīng)用普及率相對(duì)較低。

3.3 技術(shù)改進(jìn)前景展望和解決方案

電磁流速儀能有效地補(bǔ)充一些特殊場(chǎng)景的流速測(cè)量，而隨著電子元器件技術(shù)的發(fā)展和工藝的進(jìn)步，電磁流速儀可以設(shè)計(jì)得更為小巧。電磁流速儀的發(fā)展方向包括：①借鑒國(guó)外電磁流速儀的功能和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，在工藝上實(shí)現(xiàn)耐壓，能將其從模型試驗(yàn)小型河流的淺水應(yīng)用中推廣到能適應(yīng)大多數(shù)河流流速測(cè)量。②結(jié)合電磁流速儀與現(xiàn)有自動(dòng)測(cè)流纜道系統(tǒng)，補(bǔ)充某些場(chǎng)合下其他流速測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)的不足。

4 電波流速儀

4.1 技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀

電波流速儀泛指向水面發(fā)射與接收無(wú)線電波，利用其頻率變化與流體速度成正比的關(guān)系而制成的儀器。其原理為多普勒效應(yīng)，速度計(jì)算可依據(jù)公式(4)

(4)

式中，V為水面流速；C為電波在空氣中的傳播速度；Fd為電波的多普勒頻移；Fs為發(fā)射的雷達(dá)波頻率；θ為發(fā)射波與水流方向的夾角。

按照測(cè)量方式與范圍的不同，目前在河流測(cè)流領(lǐng)域用到的電波流速儀主要有兩類：點(diǎn)式電波流速儀和掃描式電波流速儀。點(diǎn)式電波流速儀是發(fā)射單個(gè)雷達(dá)波束(常見(jiàn)為Ka波段，也有X～Ku波段)照射水面并將照射區(qū)作為一個(gè)點(diǎn)來(lái)測(cè)算流速；而掃描式電波流速儀是利用天線陣發(fā)射UHF波段的雷達(dá)波，利用水流表面波對(duì)雷達(dá)產(chǎn)生的布拉格散射效應(yīng)獲取測(cè)量區(qū)域(一般為90°扇形區(qū))的徑向發(fā)射信號(hào)，從而由多普勒效應(yīng)計(jì)算出信號(hào)反射區(qū)流速大小，并采用多重信號(hào)分類測(cè)向的統(tǒng)計(jì)算法確定測(cè)點(diǎn)(信號(hào)反射區(qū))的距離和回波的方向。

我國(guó)在20世紀(jì)90年代成功研制了國(guó)產(chǎn)點(diǎn)式電波流速儀，典型代表為L(zhǎng)D15-1型電波流速儀，經(jīng)比測(cè)和鑒定后批量生產(chǎn)并推廣到多家單位使用[16]。經(jīng)調(diào)研，點(diǎn)式電波流速儀已經(jīng)用于很多中小河流的流速監(jiān)測(cè)和防洪救災(zāi)中，其中的手持式點(diǎn)式電波流速儀(俗稱“雷達(dá)槍”或“電波槍”)主要以進(jìn)口為主，而固定安裝的點(diǎn)式電波流速儀目前以國(guó)產(chǎn)儀器為主。我國(guó)在近些年曾引進(jìn)過(guò)河流高頻測(cè)流系統(tǒng)，并投入科研和生產(chǎn)測(cè)流試驗(yàn)[17-18]，但并未進(jìn)行大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。目前有國(guó)產(chǎn)掃描電波流速儀投入長(zhǎng)江和黃河流域水文站的試驗(yàn)和應(yīng)用中[19-20]。

4.2 技術(shù)指標(biāo)和適用性

基于對(duì)國(guó)內(nèi)外同類常見(jiàn)流速儀的對(duì)比，目前電波流速儀的技術(shù)指標(biāo)如表5和表6所示。 表5中調(diào)研對(duì)比了Stalker SVR流速儀系列、OTT系列、RG30型雷達(dá)測(cè)流儀等，選取國(guó)產(chǎn)HR 20A型作為典型技術(shù)指標(biāo)代表。表6中調(diào)研對(duì)比了CODAR的River Sonde系列、國(guó)內(nèi)研發(fā)的相關(guān)儀器等，選取了國(guó)產(chǎn)Ridar-200作為典型技術(shù)指標(biāo)代表。

表5 點(diǎn)式電波流速儀主要技術(shù)指標(biāo)

表6 掃描式電波流速儀主要技術(shù)指標(biāo)

相對(duì)傳統(tǒng)的流速儀而言，電波流速儀具有量程大、響應(yīng)快速且不受漂浮物影響等特點(diǎn)。其中手持點(diǎn)式電波流速儀便攜、操作便捷，經(jīng)常用于防洪和抗洪救災(zāi)的水文測(cè)驗(yàn)中，如堰塞湖流速監(jiān)測(cè)、高洪期間流速監(jiān)測(cè)等情形。掃描電波流速儀適用于測(cè)驗(yàn)大范圍的表層流場(chǎng)，用于重點(diǎn)監(jiān)測(cè)廣闊水域的大面積流場(chǎng)。

其局限性在于：①測(cè)流主要針對(duì)于河流表面，不能反映河流深部的流場(chǎng)；②對(duì)于掃描電波流速儀而言，因?yàn)榘l(fā)射和接收角度的關(guān)系，靠近收發(fā)天線的近距離內(nèi)存在一定盲區(qū)(見(jiàn)指標(biāo)中掃測(cè)河寬的下限最小值)。

電波流速儀只能測(cè)量表面流速的局限性與電波流速儀自身的原理相關(guān)，無(wú)法從根本性上得到解決，但在儀器自身元器件的靈敏度上和建站(針對(duì)掃描式電波流速儀來(lái)說(shuō))與測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用仍具有一定發(fā)展前景。

5 結(jié) 語(yǔ)

從流速儀的保有量上看，目前的河流流速水文測(cè)驗(yàn)以傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子式流速儀和ADCP為主；就大江大河的測(cè)驗(yàn)而言，ADCP的測(cè)驗(yàn)效率更高；而在冰凌、高泥沙、洪水期、淺水小河流等場(chǎng)景下，電磁流速儀或電波流速儀能補(bǔ)充甚至取代轉(zhuǎn)子式流速儀和ADCP進(jìn)行流速測(cè)量，尤其是在洪水期的水情監(jiān)測(cè)等情景下，手持點(diǎn)式電波流速儀、便攜電磁流速儀等更易于快速部署和施測(cè)。從技術(shù)指標(biāo)和監(jiān)測(cè)與測(cè)驗(yàn)效率上看，ADCP和電波流速儀響應(yīng)快、效率高，且在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用上已經(jīng)成熟。

本文僅闡述了常見(jiàn)流速儀的技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和適用性，隨著水文監(jiān)測(cè)創(chuàng)新工作的推進(jìn)和儀器技術(shù)的發(fā)展，流速儀的技術(shù)應(yīng)用將得到進(jìn)一步改進(jìn)，流速儀的適應(yīng)性將得到進(jìn)一步提高。針對(duì)流速儀的適用局限性，目前常用的各類流速儀還存在一定的技術(shù)改進(jìn)前景，包括儀器本身的設(shè)計(jì)、制作工藝上的改進(jìn)以及儀器應(yīng)用技術(shù)的改進(jìn)。目前我國(guó)尚沒(méi)有針對(duì)電磁流速儀和電波流速儀制定的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建議結(jié)合水文測(cè)驗(yàn)和監(jiān)測(cè)工作實(shí)際，盡早組織出臺(tái)相關(guān)的儀器標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。