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在水文测验中,流量与速度水位关系的确定能为流量预报、灌溉区以及水库水量调度提供重要的依据。声学多普勒流速剖面仪是一种精度很高的测流仪器,因其实时性强和测流精度高的优势,被广泛应用于军工、民用程中进行实时的流速和流量监测。 本文首先对比了河流截面明渠流量测量的主要手段和方法,介绍了走航式宽带声学多普勒流量测量的基本原理以及宽带脉冲编码发射信号的设计理论。然后,重点研究了走航式宽带声学多普勒流量测量系统中,窄深矩形、梯形河流截面明渠流量与速度水位的拟合关系,最终推导出了似合关系表达式和三维拟合曲面。具体过程如下: 采用胡云进等人经数值模拟并通过实验验证了的窄深矩形、梯形明渠截面流速分布模型,可以得到整个明渠截面的流速分布。在走航式宽声学多普勒流量测量系统中,运用多普勒流量测的流速矢量叉乘算法模拟得到的流量值与通过流速—面积法求得的明渠截面流量测验真值对比分析,误差分析结果表明,两种方法得到的流量值之间的相对误差满足单次测验允许的误差要求。进一步说明,利用ADCP流量测量系统可进行准确的明渠截面流量测量。最后,拟合得到流量真值和通过ADCP测得的明渠截面中部实测区平均流速值以及水位三者之间的关系表达式,并得到了窄深矩形截面和梯形明渠截面的维关系拟合曲面。 本文探索得到的流量与速度水位关系的拟合表达式对于河流断面以及水库的水量调配和分析将产生良好的助力作用。