前言

2023 年入（rù）夏開始，我國氣候便受到冷（lěng）暖（nuǎn）氣流和台風杜蘇芮共同影響，諸多地區不同程（chéng）度地承受了（le）多日暴雨侵襲，導致（zhì）水（shuǐ）淹（yān）損（sǔn）失巨大，令人（rén）心痛。在暴（bào）雨襲擊之時、洪水泛濫之際，我們總能看到全國各（gè）地的水文工作者們勇於擔當（dāng）、主動出戰並且衝鋒在險情的（de）前線，他們值得社會給予更多地讚譽、關注與支持。

其實，在每年（nián）汛期之前全國的水文部（bù）門都早已厲兵秣馬，為（wéi）了（le）有效地提升水（shuǐ）文應急監測的技術水平和應對突發雨情事（shì）件應急監測的實踐能力，已經開展（zhǎn）多次不同規模的應急演（yǎn）練，意義重大。一方麵，不斷（duàn）積累（lèi）應急監測的實戰經驗；另一（yī）方麵，持（chí）續探索並掌握著引領市場的高精技術。比如，河（hé）南省水文水資源測報中（zhōng）心在今年 3~5 月份，就曾多次（cì）組織全省範圍的工（gōng）作人員攜同新（xīn）型水文（wén）裝備，齊聚在漯河市郊（jiāo）進行一場（chǎng）又（yòu）一場的大規模水文應急測報演練。

如（rú）何在水文（wén）搶（qiǎng）險中，更快速、更便捷（jié）並且更安全地掌握河水位、流速和流量的真實數（shù）據，是每位奮戰水文前線的工作者們（men）特別關心（xīn）且持續提升的一項重要內容。科學（xué）的應（yīng）急工具是他們執行任務的有（yǒu）利武器，前沿的技術裝備才能夠推動水文勘察和測報水平邁向更高的階層。

演（yǎn）練任務

2023 年 3 月底，河南省水文的一次演練由（yóu）省水利廳主（zhǔ）辦，並由省水文水資源中心（xīn）承辦。

演練任（rèn）務涵蓋臨時（shí）水位站的速建、纜道（dào）測流、遙控船測流、雷達測流等（děng）主要應急監測內容，以及各（gè）種（zhǒng）走航式（shì） ADCP、無人機、水陸兩用車等（děng）重要裝備展示及使用。

演練任務要求現場工（gōng）作人員采用無人船和（hé）橡皮艇牽引多普勒流速剖麵儀開展（zhǎn）流量測驗，運用 GPS 進行局（jú）部地形測量。必須準確地（dì）測驗水位、流量等多（duō）要素水文數（shù）據，其中各種新型設備測流結果

誤差在 5% 以內。火熱的水（shuǐ）文測驗演練現場 趙博 攝盡管測驗數據優異，但是 RS5 能夠快速獲得準確數據（jù），對於 RS5 巡測數次的（de）技術人員而言，似乎並沒有什麽驚奇之處。RS5 強大（dà）的性能，高頻的測流多聲束（shù）加上（shàng）獨立測（cè）深聲束，輕小的體積結合寬帶/脈衝（chōng）相（xiàng）幹模式，再組合（hé） SonTek 技術-智（zhì）能脈衝 smartpulse 功能，我們認為 RS5 產品表現就應該如（rú）此優異。甚至，RS5 在本次（cì）演練中還能表現得更好。

SonTek-RS5 草莓视频黄污污污受邀參與本次（cì）水文測驗演練，協同支持現場的 ADCP 技術工作（zuò）。涵蓋旗下品牌 SONTEK 產品 RiverSurveyor® M9、FlowTracker2® Handle ADV 以及（jí）“新一代”的微型走（zǒu）航式聲學多普勒剖（pōu）麵測流儀 RS5，三款測流產品均獲得了（le）河南（nán）省（shěng）水文局的好評，本文將重點闡述（shù） RS5 產品在演練中的測驗情況。

產品介（jiè）紹

1、概述

SonTek 旗下的走航式測流儀 RS5 的研發（fā）是基於倍受好評的 Riversurveyor®  live（M9）平台基礎之（zhī）上，在軟件處理和硬件設計方麵進行又一次（cì）革新升級。其上市不到（dào）三年時間裏，便以精巧輕便（biàn）、高效準確的性能特（tè）點，再次受到國內外水文測驗者的青睞。

RS5 產（chǎn）品定（dìng）位於中淺水域流量精準勘測（cè），尤其超淺水漫灘河道，即使低至 0.1 米的水深環（huán）境也可以為用（yòng）戶提供流量勘測的精確數據（jù）。

SonTek 工廠提供 GNSS 的可選套裝項，以及（jí）單體船和遙控船的兩類不同船載裝配，滿足不同用戶的測驗需求。

SonTek-RS5

盡管測驗（yàn）數據優異（yì），但是 RS5 能夠快速獲得準確數據，對於 RS5 巡測數次（cì）的技術人員而言（yán），似乎（hū）並沒有什麽驚奇之處。RS5 強（qiáng）大的性能（néng），高頻的（de）測流多聲束加上獨立測深聲束，輕小（xiǎo）的體積結合寬帶/脈（mò）衝相幹模式，再（zài）組合 SonTek 技術-智能脈衝 smartpulse 功（gōng）能，我們認（rèn）為 RS5 產（chǎn）品表現就應該如此優異。甚至，RS5 在本次演練（liàn）中還能表（biǎo）現得（dé）更好。

2、性能

RS5 是迄今（jīn）為止的市（shì）場上體（tǐ）積（jī）更小、質（zhì）量更輕且數據更高清的（de）走航式 ADCP。注：在水中質量（liàng）僅（jǐn） 0.15kg。

整體測流裝備（含船）可在一個便攜背包裏存放，輕鬆在不同場所轉移測驗。

內置高頻（pín） 3MHz 四測流的聲波換（huàn）能器和一束測深的聲波換能器

具備 360° 羅（luó）盤、雙軸傾斜傳感器以及溫度傳感器

具備（bèi） SmartPulse 功能，結合前沿的脈衝相幹(PC)和寬（kuān）帶(BB)智能聲學處理技術模型，可利用環（huán）境自動調整的測流剖麵分析的能力

高精度的底跟蹤和測流剖麵分析，可在各種環境條（tiáo）件（jiàn）下進行且適合更（gèng）淺區域

內置電池安裝設計和無線藍牙通訊，無需額外連接外部通訊模（mó）塊

高效率、低功耗的藍牙 BLE5 無線通訊，支持百米的通（tōng）訊距（jù）離（視環境）

支持斷訊五分鍾，數據自動緩衝補發機（jī）製，可防止數據丟失和冗餘工作

獨立的中（zhōng）央測深聲束（shù），高效地斷麵測繪（huì），為流量勘測（cè）提供更精確的過水麵積

內置（zhì）並可直（zhí）接應用外延算法得選項，可輸（shū）出斷麵圖形

支持波束篩選功能，當（dāng）測流過程（chéng）中某一波束受到環境幹擾時，可針對（duì）性屏蔽（bì）掉該時段該波束數據信息

支（zhī）持（chí）走航式、定點式、環形法、SMBA多種流量測驗模式，不再需額外費用

具備功能豐富（fù）、交互友好的可（kě）視（shì）化數據後（hòu）處理軟件 RSQ，可提供用（yòng）戶所需的（de）所有數據信息，導出格式可以 為Excel、Matlab 和 GoogleEarth 多種形式。加強（qiáng）的頁麵功能模板，用戶可用更少的時間做更多（duō）的（de）事情（qíng）。支持（chí）在如在辦公室內“演示”模式（shì）播放和模擬實時數據采集的錄製文件

支持GNSS全球導航衛星係統和RTK實時高清動態差分定位係統

檢測成果

2023 年 3 月的演練選址是漯河市郊沙（shā）河的一個（gè）測站，各種新型設備紛紛“試訓”，為即將到來（lái）的汛期作準備。參加人員有 200 多人，共劃分成（chéng） 19 支水文應急測報隊伍，並（bìng）分配了新增加的 253 套新型裝備。要求所有參加演練水文人員在斷麵進行的流量測驗，結果誤差必須≤5%。

RS5 的最終測流結果優異，近十餘套（tào）的航次誤差均（jun1）滿足了（le） 5% 要求。其中，最小測流誤差僅 2‰，最大的測（cè）流誤差不超過 4%。

演練心得

如何在水文搶險中，更快（kuài）速、更（gèng）便捷並且（qiě）更安全地掌握河水位、流速和流量的（de）真實數據，是（shì）每位奮戰水文前線的工作者們特別關心且持續提升的一項重要內容。科學的應（yīng）急工（gōng）具是他們執行任務的有利（lì）武器（qì），前沿的技術裝備才（cái）能（néng）夠（gòu）推（tuī）動水（shuǐ）文勘察和測報水平邁向更高的階層（céng）。

在五分鍾以內，現場河南水文分中心工作人員通過 RS5 都能快速完（wán）成（chéng）近百米河寬的兩個航（háng）測，並且實測麵積比（bǐ）率（lǜ）大，誤差範圍小（都在 5%以內），高效（xiào）完成了本次所擔負的測流演練任務，最小一組航測的測流（liú）誤差僅為 2‰。

盡管本次（cì）數據（jù）優異，但是 RS5 能夠快速得出以上的（de）成績，對於 RS5 巡測數次的技術人員而言，似乎並沒有什麽驚奇之處。如上述介紹的 RS5 強（qiáng）大的性能，高頻的（de）測流多聲束加上獨立測深聲束，輕小的體積結合寬帶/脈（mò）衝相（xiàng）幹（gàn）模式，再（zài）組合 SonTek 專利技術-智能脈衝 smartpulse 功能，我們認為 RS5 產品表現就應該如此優異。甚至，RS5 在本次演練中還能表現再好一點。

因為用戶在（zài）演練過程中，我們注意到現（xiàn）場一些經常被（bèi）忽略的細節，當然也不僅僅隻有漯河現場存在。如果在實際水文勘測時可以（yǐ）規範這些操作細節，那麽測流數據的質量仍會增益很多。因此，特匯總幾點如下：

· 入水深度設置的問題（tí）：RS5 搭載在船體上，在現場應該盡可（kě）能的（de）減小 RS5 傳感器的入水深度，除非表層湍（tuān）流很大或漂浮物很多的水體。比如搭（dā）載 SONTEK 原廠船載，常（cháng）見的 RS5 設置在 0.05-0.08m 之間（jiān）。

效果：盡量發揮 RS5 質量輕，體積小的特點。RS5 上盲區遠遠小於其它走航式 ADCP，覆蓋區域越多，測驗淺測流代表性越高。

· 河岸的（de）起點（diǎn）距和終（zhōng）點的設置問題：USGS 文章建議兩個（gè）或以上的流速剖麵單元，並（bìng）使每個（gè）河岸的流量小於 5%。

效（xiào）果：盡量（liàng）發揮（huī） RS5 最小剖麵單元（yuán）大小 2.5cm 的優勢。相比其它的走航式 ADCP，RS5 能夠相測出更淺的岸邊範圍，直接有效增大實測麵積。實（shí）測麵積體現在報（bào）告中的實測百分比，實測百分比數值越高，置信度越好。

· 航跡線的問題（tí）：兩岸的起始位和結束位應該盡可能的一致，並且測量過程中的航跡宜直線（xiàn）行駛測驗，並且船向不宜頻（pín）繁擺動。

效果：降低不同航次之間（jiān），因為（wéi）環境和操作造成的測流偏差。現（xiàn）場有（yǒu）出現類似問題，本（běn）可避免。具詳細請參考《SL 337-2006 聲學多普勒流量測驗規範》指南。

· 斷訊後的（de）正確操作方式：本次演練中，現場有的兩（liǎng）岸距離超過（guò）了 100m，並且現場存在多台 RS5 同時藍牙無線傳輸，多少造成了通訊信號幹擾。個別的 RS5 出現信號不良（liáng）或（huò）中斷的情況，可惜現場人員當即中斷並重新開始（shǐ）了選址和（hé）測流。其實這種情（qíng）況，無需要多擔心。即便 RS5 信號中斷，請（qǐng）不要停下來，繼續航測，RS5 數據會自動補傳到（dào） PC 機的。

效果：即便（biàn）在通訊信號丟失的情況下，得益於 RS5 數據的（de）五分鍾數據自動緩衝補發機製，測驗仍然可（kě）以正（zhèng）常進行，五分鍾內重新（xīn）連接成功後數據（jù）不會丟失。RS5 不易因現場通訊環境，造（zào）成數據丟失或時（shí）間的浪（làng）費。

RS5 操作的（de）自動化程度非（fēi）常高（gāo），但是您在離開現場之前，宜（yí）對測量結果進行一下簡要（yào）處理和評估，然後請及時下載存（cún）儲數據（jù）。

效果：RS5 具備五分鍾數據自（zì）動緩衝補（bǔ）發機製，數（shù）據保存仍然在電腦終端，測量結束（shù）後下載數據後再關閉軟件，杜絕造（zào）成不必要的數據丟失和重測風險（xiǎn）。

· 前期選址和（hé）環境（jìng）調（diào）查：任（rèn）何瞬時測流裝備測驗前，斷麵（miàn）選址都是收集高質量流量測量的重中之重，走（zǒu）航式 ADCP 也不列外。根（gēn）據《河流流量（liàng）測驗規範（fàn）》GB 50179-2015 要求，宜選取無回流、死水、亂流等現象（xiàng）的測驗河段（duàn），確保（bǎo）測驗河段順直，斷麵布設垂直平均水流方向，減少客觀因素對橫向流量（liàng）測驗相關關係分析影響。對於 ADCP 而言，建議提（tí）前調研現場環境如磁場（chǎng）環境、走底情況（kuàng）以及 GPS 等信號情況等。

效果：前（qián）期測驗斷麵選址和環境斷麵（miàn）調研是最容（róng）易被現場忽略，但卻是（shì）測流（liú）特別重要（yào）的一個環節。前（qián）期選（xuǎn）址合（hé）理和掌握（wò）的環（huán）境信息的程度，直接決定勘測數（shù）據的質量好壞。

思考

我國江河眾多，地勢南低北高，水域流經（jīng）不同的氣候和地形，形成的天然條件千差萬別。每當應對（duì）不同環境（jìng）下的緊急汛情時，身臨一線的水文作業者（zhě）都必須迅速取舍身邊的勘測工具。因（yīn）此，即便您已經有了（le）其它流量儀，您可曾考慮您是否真的還需（xū）要一台 RS5 呢（ne）？這（zhè）個問題真的（de）隻能由您來回答，但我們會留給您幾（jǐ）個思（sī）考的話題：

1、您需要真正高清的流速剖（pōu）析數（shù）據，以判斷洪峰到來的時刻嗎（ma）？

2、您有（yǒu）極（jí）淺（qiǎn）水域、水草摻雜、沙石遍（biàn）布的測站，還在涉水測驗嗎？

3、您的測站（zhàn）是否存在潛在安全（quán）隱（yǐn）患（huàn），微（wēi）型或遠（yuǎn）程船是否能更安全（quán）收集數據？

4、麵對冗（rǒng）多的斷麵固定式測（cè）流儀，每年大量的率定分析作業。您是否因為率定工具耗（hào）時測量、沉重轉運（yùn），繁瑣重組操作而牽絆不已？

5、您是否有過這樣的測驗經曆，在野外搶險當口，因測流通訊中斷而被迫重啟整個測驗？

如（rú）果您對上述任（rèn）何一（yī）個（gè）問題的答複是肯定的，那麽這台微型走航式聲學多普勒（lè） RS5 應該會切實地幫助到您。

參考文獻：

[1] 聲學多普（pǔ）勒流量測驗規範[ICS 17.120]．發行單位：中國水利（lì）水電出版社 2006.07

[2] T/CHES 61—2021聲學多普勒流量測驗規範.起草單位：水利部長江（jiāng）水利委員會水文局；參編單位：水利部黃河水利委員會水文局 上海市水文總站（zhàn） 黑龍江省水文局 河海大學；標準號分（fèn）類：17.120.01流體流量測量綜合（hé）

[3] SonTek RS5技術文件. XA00136.2023；SonTek-RS5:Robust Data From the World’s Smallest ADCP