W dniu 10 czerwca 2010 roku ekipa pomiarowa z Lublina ( A. Jaroszewski i M. Brodziak ) brała udział w pokazie i pomiarach testowych urządzenia ADCP River Ray w Warszawie (profil Spójnia). Pokaz – w czasie pokazu francuski przedstawiciel RDI od podstaw przedstawił montaż głowicy urządzenia w trimaranie oraz istotne zmiany w pracy urządzenia pomiarowego w stosunku do RG 600 kHz.

Zalety (+)

– komunikacja bezprzewodowa między urządzeniem i laptopem (Bluetooth) przydatna do pomiarów na uwięzi z mostów.
– zautomatyzowane dobierane przez urządzenie parametrów pomiarowych dotyczących głębokości, prędkości wody, ilości a w szczególności wysokości komórek pomiarowych (bardzo przydatne przy pomiarach powodziowych z rozległymi terenami zalewowymi o mniejszych głębokościach w stosunku do koryta głównego).
– niezatapialny, lekki, solidny pływak do szybkiego montażu przydatny do pomiarów z mostu na uwięzi.

Wady (-)

– brak koncepcji systemowej mocowania pływaka do łodzi pomiarowej (jako opcja do dokupienia, doposażenia) w czasie wykonywania pomiarów przy normalnych warunkach w zwartych korytach
– brak przydatności pływaka przy pomiarach powodziowych mimo własności hydrodynamicznych trimaranu do 4m/s (ciągnięcie pływaka za łodzią nie wchodzi w grę, umocowanie go na bocznym lub przednim wysięgniku przy dużej turbulencji wody skutkowało by dostawaniem się powietrza pod głowicę).

Pomiary testowe

– w czasie pomiarów testowych z przyczyn technicznych została wykonany tylko jeden pomiar przy użyciu River Ray. Trudno więc mówić o porównaniu wyników pomiaru w stosunku do RG 600 czy 1200kHz.
Natomiast mimo zapewnień przedstawiciela RDI a także dystrybutora urządzenia że River Ray doskonale radzi sobie ze śledzeniem dna w każdych warunkach (nawet ekstremalnych) pomiar po BT urządzeniem River Ray był mniejszy o 300m3/s niż przy użyciu GPS wspomagającym to urządzenie.
Odpowiednio pomiary wykonywane przy użyciu RG 600 i 1200 wykazały różnicę między BT i GPS około 500m3/s.

Wnioski

– urządzenie River Ray czego nie ukrywał przedstawiciel RDI nie jest nowością na rynku tego typu urządzeń lecz tylko specyficznym, rozbudowanym (przyjaznym dla operatora) narzędziem pomiarowym przystosowanym do prowadzenia pomiarów przy normalnych nie ekstremalnych warunkach pomiarowych (pływak trimaran). Warto zastanowić się jednak nad możliwością zastosowania samej głowicy urządzenia RR przy pomiarach ekstremalnych i wykorzystania jej zalet tak jak obecnie stosowanej głowicy RG mocowanej na sztycy w dnie łodzi. Jedynym problemem jest inna średnica głowicy w stosunku do głowicy RG która skutkowała by potrzebą wykonania nowego systemu mocowania w dnie łodzi.
——————————————————–
Jaroszewski Andrzej

Podsumowanie i wnioski dotyczące testu River Ray ADCP w przekroju pomiarowym Modlin

10 czerwca 2010 roku grupa pomiarowa w składzie: Marlena Wiercińska, Krzysztof Kasprzak, Tomasz Lewicki i Michał Mazgajski wraz z francuskim przedstawicielem RDI dokonała pomiarów testowych urządzenia River Ray ADCP na Wiśle w profilu Modlin. Pomiary wykonano na wodzie opadającej, przy max prędkości wody w nurcie sięgającej nieco ponad 3 m/s.

Głowica urządzenia mocowana jest na pływaku (trimaranie). Komunikacja między urządzeniem, a laptopem z oprogramowaniem odbywa się za pomocą Bluetooth. Jest to niewątpliwe zaleta. Ograniczona jest ilość kabli na łodzi. Złożenie całego zestawu jest procesem szybkim i łatwym. Problem pojawia się w kwestii sposobu mocowania ADCP do łodzi. Podczas pomiarów testowych stosowano dwa rodzaje holowania urządzenia. Podczas pierwszych przejazdów River Ray był trzymany przez jednego z pomiarowców na rurkach od młynka hydrometrycznego, równolegle do łodzi. Ten sposób był rozwiązaniem prowizorycznym i absolutnie nie wchodzi w grę w trakcie standardowych pomiarów. Drugim sposobem było holowanie pływaka na linie ok. 20 m za łodzią pomiarową. Jest to rozwiązanie lepsze aczkolwiek niemożliwe do zastosowania w sytuacji wezbraniowej, kiedy konieczne jest pływanie pomiędzy zalanymi drzewami i krzewami w międzywalu. Wg ww. grupy pomiarowej, najkorzystniejszym rozwiązaniem byłoby zrezygnowanie z pływaka i mocowanie głowicy do sztycy, a następnie do burty, bądź w dnie łodzi, tak jak ma to miejsce w przypadku obecnie stosowanych ADCP Rio Grande. Jednocześnie wydaje się, że ADCP River Ray byłby rozsądną alternatywą dla pomiarów wezbraniowych, robionych z mostów za pomocą Stream Pro, gdyż pływak River Ray jest bardziej stabilny przy dużej prędkości wody.

Sam pomiar River Ray jest wysoce zautomatyzowany. Nie jest wymagane wprowadzanie maksymalnych prędkości wody oraz maksymalnej głębokości w profilu przez użytkownika. Wszelkie parametry trybu pracy urządzenia są dobierane automatycznie, na bieżąco w zależności  od uzyskanych danych. Rozwiązanie to ma swoje zalety i wady. Do zalet niewątpliwie należy fakt, iż nie trzeba wprowadzać stałej wartości BS (Bin Size) czyli wielkości komórek pomiarowych. Daje to możliwość pobierania danych o prędkości wody bez względu na bardzo częste i wyraźne zróżnicowanie głębokości w profilach występujących na terenie DSPO Wa. Urządzenie dobiera również swój tryb pracy, tzw. WM (Water Mode), w zależności od rodzaju przepływu i głębokości w przekroju. Wadą może być brak możliwości ingerencji użytkownika w niektóre parametry rejestrowania danych, które, w przypadku starszych wersji ADCP dawały możliwość polepszenia jakości uzyskiwanych danych uwzględniając specyfikę danego profilu pomiarowego.

Kolejną bardzo istotną kwestią jest użycie GPS, szczególnie przy pomiarach powodziowych. Według przedstawiciela RDI, system śledzenia dna BT (Bottom Track) jest w przypadku River Ray na tyle doskonały, że śmiało można opierać się tylko na wskazaniach z tego właśnie trybu rejestracji przepływu. Z doświadczenia ekip pomiarowych wynika jednoznacznie, że w przypadku występowania dużych prędkości wody, dochodzi do intensywnego przemieszczania dna rzeki (ruchome dno, proces saltacji). Zaburza to zdecydowanie wyniki pomiarów w trybie BT. Niezbędne jest wtedy użycie GPS, który ustalając pozycje, kierunek i prędkość łodzi niezależnie od dna rzeki, daje bardziej wiarygodne wyniki pomiarów. Różnica w przepływie, zmierzonym za pomocą River Ray w Modlinie, między wynikiem z BT, a trybem GPS sięga 550 m³/s, co zdecydowanie wykracza poza akceptowalny błąd pomiarowy. Różnicę w trasie przejazdu między BT, a trybami GPS (VTG i GGA) widać wyraźnie na Rys.1. Zatem nawet w przypadku stosowania unowocześnionego ADCP, użycie GPS przy dużych prędkościach wody i piaszczystym dnie, jawi się jako czynność konieczna. Należy też zwrócić uwagę na dużą liczbę „pustych pionów” w przekroju pomiarowym, Rys. 2. Zatem spora część pól prędkości musi być szacowana, doliczana za pomocą algorytmu zastosowanego w oprogramowaniu.

Rys. 1

Najwyraźniej Bottom Track, nawet dopracowany, nie radzi sobie idealnie przy występowaniu przepływu turbulentnego, wirów i dużej objętości transportowanego przez rzekę materiału unoszonego. Przyczyną może też być mocowanie głowicy na pływaku, który jest podatny na falowanie i zaburzenia przepływu w strefie przypowierzchniowej.

Rys. 2

WNIOSKI:

1. Obsługa River Ray ADCP jest prosta, komunikacja bezprzewodowa ułatwia pracę na łodzi.
2. W przypadku pomiarów z łodzi na dużych rzekach najlepszą metodą mocowania głowicy urządzenia jest sztyca w dnie łodzi lub na burcie.
3. Mocowanie na pływaku holowanym na linie może być korzystne przy wykonaniu pomiarów mostowych.
4. Właściwości hydrodynamiczne pływaka do prędkości ok. 4 m/s są zadawalające.
5. Użycie GPS przy pomiarach wezbraniowych na Wiśle, mimo ulepszonego w River Ray trybu BT, jest niezbędne.
6. System automatycznego dobierania wielkości komórek pomiarowych (Bin Size) oraz trybu pracy WM (Water Mode) jest bardzo korzystny i jest to jedyna przewaga nowego urządzenia nad  ADCP Rio Grande 600 kHz.

Kilka zdjęć z testów RiverRay w Modlinie

Nowe urządzenie pomiarowe zostało zaprezentowane w dniach 10-11 czerwca. Grupy pomiarowe miały okazje zapoznać się z obsługą, a także sprawdzić możliwości River Ray.

Urządzenie już w trakcie programowania wykazało swoją wyższość nad poprzednikiem ADCP. Wszystkie podstawowe parametry: maks. głębokość, wielkość komórek, tryb WaterMode; są automatycznie ustawiane w trybie rzeczywistym. Urządzenie jest “inteligentne” i na podstawie mierzonej głębokości i mierzonej prędkości wody samo ustala najlepsze współczynniki.