多角度倾斜布设H-ADCP流量在线监测技术研究

秦朗; 李家明; 任黎; 杜兴强

doi:10.3969/j.issn.1001-9235.2026.01.009

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多角度倾斜布设H-ADCP流量在线监测技术研究

综合 | 更新时间：2026-02-26

- 多角度倾斜布设H-ADCP流量在线监测技术研究
- Research on Real-Time Flow Online Monitoring Technology Using Multi-Angle Inclined Deployment of H-ADCPs
- 人民珠江 2026年47卷第1期页码：83-90
- 作者机构：
  
  1.河海大学水文与水资源学院，江苏南京 210098
  2.长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局，湖北荆州 434000
- 作者简介：
  
  秦朗（2004—），男，主要从事水文水资源研究。E-mail：2418597827@qq.com
  任黎（1978—），女，博士，教授，主要从事水资源规划与管理等方向的教学科研工作。E-mail：renli@hhu.edu.cn
- 基金信息：
- DOI：10.3969/j.issn.1001-9235.2026.01.009
  中图分类号： TV11;P332.4
- 收稿：2025-08-11，
  
  修回：2025-10-20，
  
  录用：2025-10-27，
  
  网络首发：2025-12-03，
  
  纸质出版：2026-01-25
- 稿件说明：
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秦朗，李家明，任黎，等.多角度倾斜布设H-ADCP流量在线监测技术研究［J］.人民珠江，2026，47（1）：83-90.

QIN Lang,LI Jiaming,REN Li,et al.Research on Real-Time Flow Online Monitoring Technology Using Multi-Angle Inclined Deployment of H-ADCPs[J].PEARL RIVER,2026,47(01):83-90.
秦朗，李家明，任黎，等.多角度倾斜布设H-ADCP流量在线监测技术研究［J］.人民珠江，2026，47（1）：83-90. DOI： 10.3969/j.issn.1001-9235.2026.01.009.

QIN Lang,LI Jiaming,REN Li,et al.Research on Real-Time Flow Online Monitoring Technology Using Multi-Angle Inclined Deployment of H-ADCPs[J].PEARL RIVER,2026,47(01):83-90. DOI： 10.3969/j.issn.1001-9235.2026.01.009.

摘要

针对复杂水流条件下流量在线监测精度受限问题，提出一种多角度倾斜布设H-ADCP流量在线监测技术。通过在同一监测断面安装多台不同频率的H-ADCP设备，构建多角度协同观测系统，有效提升指标流速的代表性。基于枝城水文站研究实例，重点分析2台H-ADCP设备倾斜布设方式下，双部组合监测方案对比2台单部独立监测方案对流量测验精度的提升效果。结果表明：双部组合和2台单部独立监测方案指标流速与断面平均流速相关指数分别为0.990 3、0.989 3和0.988 0；反演不同水位级典型时段径流量最大误差为2.84%；有效监测时段径流量误差分别为-0.36%、-0.66%和1.25%；多角度倾斜布设监测技术在指标流速代表性和流量测验精度上均有所提升。多台设备独立运行，互为补充，提高监测数据的连续性与容错能力，为提升水文站流量在线监测的精度和可靠性提供了切实可行的新路径。

Abstract

In response to the challenge of limited accuracy in flow online monitoring under complex hydraulic and flow conditions

this study proposed a multi-angle inclined deployment technology using horizontally mounted acoustic doppler current profilers (H-ADCPs). By installing multiple H-ADCP devices with different frequencies at varying tilt angles along the same monitoring cross-section

a multi-angle collaborative observation system was established

together with a combined computational and analytical model. This system effectively enhanced the representativeness of index velocities and the precision of discharge measurement results

thereby providing improved

adaptability to variable backwater effects

low-flow conditions

and other complex hydrological situations that commonly affect river monitoring accuracy. By taking the Zhicheng Hydrological Station as a case study

two ChannelMaster-type H-ADCPs

operating at 600 kHz and 300 kHz

were deployed in a combined multi-angle inclined configuration. A long-term comparative monitoring campaign was carried out from January 10 to September 17

2024

to evaluate the performance of this technology. The study focused on comparing the accuracy improvements achieved by the dual-device combined monitoring scheme against two independent single-device monitoring schemes. Results indicate that when both H-ADCPs adopt an optimal index velocity cell range of 5~30

the correlation coefficients (

) between the index velocity and the cross-sectional mean velocity for the dual-device combined scheme and the two single-device schemes are 0.990 3

0.989 3

and 0.988 0

respectively. The regression fitting and calibration model accuracy of the dual-device synchronous monitoring configuration are overall superior to those of either single-device system

demonstrating that multi-angle inclined deployment can significantly enhance both the representativeness of index velocity and the robustness of the flow-velocity relationship model. The calculated flow processes derived from both the dual- and single-device schemes exhibit strong agreement with the compiled discharge data

with relative runoff volume errors of -0.36%

-0.66%

and 1.25% during effective monitoring periods. Furthermore

under typical high

medium

and low water level conditions

the maximum errors of inverted runoff volume during representative periods are 0.76%

-1.33%

and 2.84%

respectively

confirming that the proposed discharge inversion model maintains good stability and consistency across varying hydraulic conditions. Overall

the multi-angle inclined H-ADCP-based flow online monitoring technology integrates both multi-device and single-d

evice configurations that are independently functional yet mutually complementary. This arrangement enhances the continuity

reliability

and fault tolerance of hydrological data acquisition. Consequently

it provides a practical and effective technical pathway for improving the accuracy

stability

and long-term reliability of flow online monitoring systems at hydrological stations

especially in rivers influenced by variable backwater

sediment transport

and other complex flow dynamics.

关键词

Keywords

references

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