海上风电场桩基改变原有海流形态,桩体周边会产生涡流、马蹄涡,持续冲刷海床,威胁风机基础长期安全。桩基附近流场空间梯度大、波浪与海流耦合效应显著,传统ADCP旁瓣杂波容易被桩体结构反射干扰,近底盲区偏大,难以捕捉冲刷敏感区域的精细流态。

偶信科技相控阵五波束600K ADCP,产品型号:Ocean-ADCP-600-PA5,凭借相控阵波束抑制技术与五波束冗余校验能力,专门针对风机桩基周边复杂流场设计,为海床冲刷评估、风机基础安全监测提供可靠数据支撑。
风机桩基周边测流的特殊挑战
海上风机桩基矗立海底,海流绕过桩体形成强烈的局部涡流,近底位置水流剪切力是造成海床冲刷的核心因素。但传统测流设备在这里会遇到多重阻碍:一是桩基钢结构会反射声波,带来旁瓣干扰,造成流速数据跳变,虚假流速信号干扰冲刷判断;

二是传统ADCP近场盲区较大,冲刷最严重的海底界面附近刚好落在盲区,无法获取近底真实流速;三是波浪与海流叠加,水体存在周期性上下运动,容易混入垂向虚假流速,难以分离波浪轨道速度与平均海流。传统四波束缺少独立垂直观测通道,无法对杂波、异常流速进行有效校验,数据可信度受限。
相控阵波束优化,抑制结构物杂波干扰
偶信科技相控阵五波束600K ADCP采用平面相控阵波束成形算法,可主动压低旁瓣水平,降低桩基、海堤等硬质结构带来的反射杂波,减少非水体回波污染流速剖面。相控阵一体化基阵无外凸换能器,流体扰流更小,设备自身不会额外扰动周边流场,保障原位观测真实性。600K高频信号带来优秀的空间分层能力,0.5米薄层单元划分,可以精细刻画从海底到上层水体的流速梯度,压缩近场盲区,采集海床上方冲刷关键层的流速数据,量化近底水流剪切力,为桩基冲刷数值模型提供实测边界条件。
五波束冗余校验,区分波浪信号与真实海流
五波束架构是应对波流耦合环境的关键。四支斜波束获取水平流速,中央垂直波束独立采集垂向水体运动,一方面可以直接分离波浪引起的周期性垂向振动和持续的海流垂向分量;另一方面垂直波束作为独立校验通道,实时比对回波质量,识别桩基反射杂波、气泡干扰带来的异常剖面,实现波束间数据冗余校验,自动剔除无效数据,提升有效数据占比。
总结
海上风电基础冲刷监测,核心难点在于桩基干扰下的近底精细流场获取与波流信号分离。偶信科技相控阵五波束600K ADCP通过相控阵低旁瓣技术削弱桩基声学反射干扰,依靠五波束独立垂直观测能力完成数据校验与波流解耦,高分辨率分层捕捉海床上方关键冲刷层流态。
这套设备摆脱传统ADCP在桩区观测的盲区与杂波困扰,减少多传感器部署成本,为海上风电场运维、风机基础稳定性评估提供持续可靠的水文观测数据,助力海洋新能源工程安全监测体系建设。



