水流速装置比对传递标准的评价方法研究

水流速装置是各式流速仪的检定校准装置,为考察各实验室装置量值复现的准确性,可实施装置间的计量比对。拟选用两台测速原理不同的流速仪作传递标准,针对仪器的测量重复性、长期稳定性和安装条件等在传递过程中会对比对结果产生影响的因素开展实验,并完成测量结果不确定度评定。在规定的考察时间和流速范围内,两台新流速仪做相同流速点测试实验。LS1206B转子式流速仪在测试中测量重复性保持在0.1%以下,稳定性在0.5%范围内,较之于Vector性能表现更好;LS1206B的水力螺距测量不确定度在高流速下更小,其不确定度主要来源有标准装置引入的流速不确定度、测量重复性引入的不确定度和仪器安装偏角引入的不确定度;若实际安装时偏角较大,会严重影响测量结果进而影响比对结果。另一台Vector声学多普勒流速仪在良好的信噪比环境下,重复性和稳定性都在1%以内,其不确定度来源有装置引入的流速不确定度和测量重复性引入的不确定度。

压力式地下水水位计现场比测结果不确定度分析

压力式地下水水位计广泛应用于地下水监测工程中,现场使用的压力式地下水水位计监测数据需要定期与人工观测数据进行比对,判定比测结果的示值误差是否合格并应考虑不确定度的影响。介绍压力式地下水水位计现场比测方法,建立压力式地下水水位计现场比测示值误差的数学模型,分析现场比测过程中影响比测结果不确定度的因素,评定现场比测结果的扩展不确定度。结果表明:进行符合性判定时,在0~65m埋深范围内比测结果不确定度可忽略不计,在65 m以上埋深范围内比测结果的不确定度不可忽略。研究结果可为开展压力式地下水水位计现场比测活动提供参考和依据。

一种GNSS与相机集成的实时水边界测绘新方法

针对水边界测绘现有方法施测困难等问题,提出一种免像控、免惯导支持的实时水边界船基摄影测量方法。该方法通过GNSS罗经、数码相机、计算机组网与通信端口编程,实现数据的全自动采集;采用自检校光束法实现传感器的标定与数据配准;构建自由网光束法空三平差模型,引入水位和外方位线元素最小范数条件约束,实现三维水边线的高精度提取。长江实时水边界测绘典型实验结果表明,本文方法切实可行、精度可靠,中误差优于0.2m,可有效消除作业人员安全风险,降低劳动强度,实现水下地形与水边界一体化测绘,且具有成本低、续航持久等显著优势。

基于水利测雨雷达系统的水文降雨监测数据比对分析

水利测雨雷达作为一种抗干扰能力强、扫描范围广、精度高的主动遥感手段,其通过反射率可推算实时降雨量并实现格点化处理,从而得到具有较高精度、大范围、高时空分辨率的实时降水信息,能有效解决传统暴雨监测中站网密度低、数据传输慢、资料缺乏等问题,提高中小流域洪水预报的精度和时效性。通过对组网后水利测雨雷达系统中的水文降雨监测数据和地面雨量站数据进行比对分析,发现水利测雨雷达系统可以定时、定点、定量精细化获取降雨情况,降雨监测数据与地面站点数据拟合较好,可以为后续中小流域预警预报功能开发和广泛推广应用提供精准的数据支撑。

新型无绞车全自动化水文缆道测流系统在芭蕉水文站的应用

新型无绞车全自动化水文缆道测流系统由广安水文中心和重庆格来斯科技有限公司共同研发,于2023年在芭蕉水文站建成投入使用。文章对该套水文缆道测流系统的基本组成、工作原理、系统优势特点进行了简单介绍,重点分析了在芭蕉水文站的应用情况。用全站仪定位测量对该缆道测流系统的起点距、铅鱼绳长等实际结果进行了对比分析,同时,对实测流量成果与综合线流量进行分析,所有结果均符合《河道流量测验规范》(GB 50179-2015)的规定。该套系统具有设备高效集成、自动化程度高、无线网络控制、远程自动测流、测验结果准确可靠等技术优势,可在中小河流进行推广应用。

基于云平台的远程智能缆道测流系统设计与应用

为解决无人值守水文巡测站流量测验难题和确保安全生产,提升流量测验现代化水平,文章融合云技术、AI识别、互联网和自动缆道测流技术等,研发了基于云平台的远程智能缆道测流系统,实现了全天候远程智能缆道全自动流量监测,且有效保障安全生产。该系统已于2023年投入使用,不仅提高了水文监测工作效率和安全生产保障程度,也提升了测验成果的时效性、准确率,为洪水预警预报提供了科学、及时、准确的实测资料依据,具有很好的推广应用前景。

光电测沙仪在农村渠道测验中的应用研究

黄河具有含沙量高、流速大等特性。含沙量是黄河水文测验的重要组成部分及综合治理关键部分。近年来,随着黄河水文测报能力提升的推进,对悬移质含沙量实时在线监测提出了更高要求。HHSW·NUG-1型光电测沙仪的研发应用,更能快速、实时、准确地反映水流的含沙量情况。但我国广大农村地区分布着较多渠道,其悬移质含沙量测验还采用传统的人工测验模式,亟须在保障测验精度的前提下实现实时在线监测,从而节省人力、物力,提高测验安全性。选取当下先进的HHSW·NUG-1型光电测沙仪,以河南省三门峡市卢氏县城关镇大桥头村洛北渠为例,探索光电测沙仪在农村渠道测验中的应用。

船行波对H-ADCP影响分析研究

作为当今世界上最先进的测流仪器,水平式声学多普勒流速剖面仪(Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler,H-ADCP)因其精度高、速度快等突出优势在河流中的应用越来越广泛,但在航运业发达地区,由于受船行波的影响,很难得到稳定可靠的流速数据,阻碍了HADCP在平原河网地区的应用和推广。目前技术上很难做到完全消除船行波的影响,本文将HADCP应用在平原河网地区对流速进行测量,并分析了船行波对测量精度的影响。从H-ADCP设备选型、测量和安装方式、测量预处理、数据后处理等多方面入手,可以有效消减船行波对H-ADCP的影响,从而提高测流精度。同时,通过实验测量断面一天内平均流速变化情况,得到受船行波影响后的流速波形,然后采用数据处理手段,验证了所提方法的可行性。

中小河流测流断面形态预测中的改进方法应用探讨

为提高中小河流测流断面形态预测的精度,引入改进的随机森林算法对辽西地区测验河段的断面形态进行预测,并结合断面形态实地测量数据进行误差比对。比对结果表明:采用改进的随机森林算后,相比于改进前,其测流误差可平均降低6.5%,断面形态指标预测精度均有明显改善。研究成果对于辽西地区中小河流断面形态预测具有参考价值。

基于遥感数据水雨情测报系统设计

随着气候变化导致极端天气事件更加频繁,通过传统的理论推理方法很难预测洪水爆发时间,导致居民撤离救援不及时,造成人员伤亡。因此,十分必要开发智能水雨情预测系统。文章研究的三岔河普定电站以上流域水情测报系统,是一种结合光纤通信组网方式和遥测站GPRS(GSM)先进洪水预报系统,采用改进的API模型(降雨径流预报模型)、改进的马斯京根流量演算及有自动实时校正功能的马斯京根模型等对洪水进行实时预报,在流域水雨情监测中发挥了及时有效的作用。文章主要对该系统的通信方式、洪水预报模型和报汛方式等进行了阐述,同时探讨了结合该系统的防洪度汛方案和措施,研究成果可为相关工程提供参考。

基于水文缆道自动测流的事件驱动异步并行控制设计

为确保外挂多种传感器和包容多种自动测流模型的水文缆道自动运行控制,须提升缆道测流系统对异常事件的响应能力,针对众多传感器之间数据交互的耦合度、信息数据交互的时滞对缆道自动运行控制的影响,提出将缆道的自动运行控制动作相对应的驱动事件编制成空间状态参数矩阵,将单次控制动作按时间节点编制成时间参数向量,根据事件组合和输出反馈动态调整事件权重矩阵变量。通过对矩阵方程组的求解,建立控制过程的输入变量和事件驱动控件状态与输出变量之间的关联,满足水文缆道自动运行控制的复杂要求。最后将事件驱动异步并行控制模型用于水文缆道的自动运行控制,并以走航式ADCP和雷达波流速仪2种测流示例,验证水文缆道自动测流的应用是可行的。

电波流速仪在朝阳地区高洪水文测验的适用性分析

为探讨电波流速仪在朝阳地区水文测验的适用性,采用人工比测的方式对朝阳地区2处水文测验断面电波流速仪的测验精度进行分析。结果表明:通过不同测次的人工比测分析,电波流速仪适用于朝阳地区高洪测验,当水面流速>2m/s,其比测误差可满足水文测验规范要求。研究成果对于朝阳地区水文应急测验方式具有参考价值。

坡面流超声波水深测量系统研究

坡面流水深是常用的水动力学参数,是计算坡面流流速、水流剪切力、水流功率的基础,因而对其准确测量至关重要。室内侵蚀静床实验中水深直接测量法耗时长、误差大,而间接测量法一般是通过染色法测定流速进而反推出坡面流水深,测量精度受水流流态、测流区长度和含沙量等因素影响。鉴此,对超声波距离传感器应用于侵蚀静床坡面流水深测量进行系统研究,通过参数调试和测量系统检验,表明超声波水深测量系统测量不同厚度玻璃的平均相对误差为1.73%,对不同坡度、不同流量组合下坡面流测距的变异系数在0.061%～0.096%之间,其精度能够满足室内侵蚀静床条件下坡面流水深测量的研究需求,可用于侵蚀静床条件下坡面流水动力学特性、坡面流挟沙力、输沙及模拟覆盖对坡面流水动力学特性潜在影响的研究。

激光衍射法与比重计沉降法所测粒度参数的对比研究——以海滩泥沙为例

用比重计沉降法和激光衍射法这两种方法 ,在相同条件下 ,对 6 5个海滩泥沙样品分别进行了粒度分析。结果表明 ,激光衍射法的测试结果相对偏粗 ,二者的差异主要反映在 >9中和 <4这两个粒级范围内 ,上述差异对平均粒径、中值粒径、标准偏差、尖度、偏度等 5个常用粒度参数的影响程度是不同的 ,经过线性相关性分析发现 ,二者的平均粒径和中值粒径的相关系数R较高 ,分别为 0 986 4 ,0 976 3,F显著性检验和分析表明 ,其回归方程是有意义的 ,可作为换算公式使用 。

基于不同遥测终端的水文自动测报系统研究

随着水文自动测报软件技术的不断演变和进化,且信息采集、传输实现方式多元化,遥测终端产品种类繁杂,系统软件研发各自为阵,不同程度地影响了新建系统与已建系统的正常集成和各级网络的互连互通,信息资源得不到有效共享。鉴于上述问题,依据各水文自动测报系统建设的共性,并结合长期工作实践与技术探索对系统采集层数据传输与软件制定相应规约,以解决基于不同RTU的水文自动测报系统建设。

称重式蒸渗仪系统改进及在农田蒸散研究中的应用

水分是制约黄土丘陵区农作物正常生长和农业生产的关键因子。该区年平均降水量少且季节多变，研究农田土壤水分平衡对该区旱地农业生产具有重要意义。土壤蒸渗仪（Lysimeter）可测量总蒸散量、渗漏量等有关水量平衡的各个分量，具有其它装置和方法不可比拟的优越性。它为田间蒸散和降水入渗实验研究提供了一种较先进的量测方法和技术手段。它对推动我国实验水文学的发展具有重要作用，并为相关领域的科学研究提供了一种较先进的技术设备和实验环境。中国科学院安塞试验站对原建造的用于测定农田蒸腾蒸发转化的称重式蒸渗仪在2005年对称重感应系统、电源进行改造，主要对主机、采集软件进行了重新更新，使其可直接在Windows界面下工作，数据采集更加方便，将测量出来的模拟量信号转换为数字信号，经处理显示并记录在数据采集器内。改进后蒸渗仪主要有以下特点：（1）土柱重19～26t，蒸渗仪精度为152g（0．05nm），可测量蒸腾蒸发量和地下水对土壤水的补给量与入渗量；（2）蒸渗仪面积3m^2（1．5m×2m），深度3m，可充分允许农作物根系发育与吸水，土壤水和地下水转化，地下水位变化等过程进行，蒸渗仪的供排水系统能够在蒸渗仪内模拟实际地下水位变化，可较好代表大田实际情形，并对作物生长过程中水分利用动态变化进行深入研究。

一种底座式ADCP流量自动监测探头支撑装置的研制与应用

在流量自动监测系统中,底座式ADCP设备探头位于河底,维修极为不便。该研制装置采用304不锈钢支架配合滑轮、钢索、绞盘等手摇传动系统,将底座式ADCP设备探头从河底传送到水上岸边检修台,实现对设备探头的维护、检修、更换、安装、调试等操作,再通过该装置将底座式ADCP设备探头传送到河底原位,经十里长街等站实际应用,运行稳定可靠,运用极为方便;该装置防磁、防锈、防腐性能良好,为底座式ADCP探头提供一个很好的工作环境,且结构简单,运输方便,可作为中小河流永久流量自动监测站装置使用。

海量多波束水深数据快速处理及质量检查方法

针对目前多波束水深数据的管理与应用存在的问题,提出了一种基于水深数据块管理的多时相水深数据组织与管理方法,利用水深数据快速压缩方法来构建水深金字塔模型,采用了实时投影、动态压缩和实时等深线生成技术来提高海量水深数据快速可视化效果。同时还对水深浅点的查找方法进行了探讨,并介绍了基于单源和多源数据的水深数据质量检查方法。最后设计并开发了"水深信息管理系统",该系统在渤海航路扫测中得到了实际应用,取得了良好效果。

中美水文测验技术比较研究

本文介绍了美国水文机构、测站分类、测验管理、测站运行模式,水位、流量、泥沙等水文要素测验的技术方法,水文数据的传输、分发管理、水文经费筹措与使用等情况。对比分析了中美两国水文测验管理体制和运行机制,讨论了中美各自的测验技术优势与特点。指出了美国水文测站无人驻守,实行自动测报和巡测相结合,设施简单、设备先进、自动化程度高,是现代水文测报发展的方向,中国水文测报实行以人工驻测为主,需要耗费大量的人力物力;对如何学习美国水文测验管理经验与先进技术,提高中国水文测验技术与管理水平提出了几点认识和建议。

探查地下水的新方法——地面核磁共振找水方法的应用研究

地面核磁共振方法是应用地球物理中新发展起来的一种直接找水方法,它利用水中的氢核在一定频率的外场作用下产生核磁共振现象实现对地下水的探测。对测量所得的NMR信号进行分析处理,可以确定地层的含水量、厚度和深度以及平均孔隙度。由于NMR信号微弱、信噪比低,因此所获资料需要进行综合解释和联合反演以提高反演解释的可靠性。以中国地质大学核磁共振科研组在西北某油田的找水工作和国外学者相关的研究成果为例,证实了这一研究方法的可靠性。