王媛媛 ,池佃东2

(1. 陕西地建土地勘测规划设计院有限责任公司,西安 710075;2. 韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司,广东 韶关 512000)

0 前 言

河道流速是进行河流管理所必需的基础数据。对于解析河道复杂流态信息、表面流速和流场测量具有重要意义。表面流场数据可以提供支持数据,用于进行河道流场的数值模拟验证和河道中物质运输研究。

流速仪是一种常见的水流流速测量仪器,在江河湖泊等水域的河道管理和水文测验中应用广泛,还可以应用于渠道等小型水域和水库等水动力较弱的大型水域中。其中,转子式流速仪是流速仪中结构较为简单但是最常使用的流速仪[1],但在使用中也存在一些缺点和限制,例如对环境的要求高、精度相对较差等。相比之下,声学多普勒流速剖面仪(ADCP)是一种目前较为先进和精准的流速测量仪器,可用于测量各种规模的河道和湖泊中的二维或三维流速,其特点是在合适的测量环境下所得到的数据精度较高[2-3]。此外,与转子流速仪只能获取定点的流速值不同,声学及雷达式测流仪器获取到的是河道纵剖面上流速分布,但是在洪水期的流场监测中往往会出现稳定性差、测量结果易受影响、测量结果需要处理,不能直观体现等问题[4-5]。

粒子图像测速(PIV)是一种用于定量测量流动的技术,通常用于在实验室的水槽中进行水沙运动的捕捉运动和测量[6]。在20世纪90年代,Fujita等人[7]提出了将PIV技术改进,应用于野外等条件下尺度更大的流速测量中,称为大尺度粒子图像测速(LSPIV)。……