常州市主城区高强度降水变化特征及其影响分析

以常州市主城区为研究区域,基于高强度降水指数等指标,分析常州市主城区高强度降水特性及其对城市防汛的影响。研究结果表明,受气候变化和城镇化等影响,常州市主城区在1953—2022年期间有雨日数等3个极端降水日数指标、强降水量等6个高强度降水量级指标均呈递增趋势。

基于BP神经网络和三次样条插值法的感潮河段水位预报

针对常熟水利枢纽外江侧为感潮河段,提出一种基于BP神经网络和三次样条插值结合的感潮河段水位预报方法。结果表明,潮位预报预见期为1 d与2 d时,模型绝对误差分别为0.06 m与0.18 m,合格率分别为87.5%与70.9%,满足《水文情报预报规范》所规定的发布正式预报要求;预见期为3 d时,模型绝对误差与合格率分别为0.28 m与61.4%,满足参考性预报要求。水位预报预见期为1 d时,模型绝对误差为0.07 m,适用于枢纽的精细化调度;预见期为2 d与3 d时,模型绝对误差分别为0.13 m和0.18 m,可为枢纽运行提供精准的外江侧水位预报。

基层水文单位风险管控“六项机制”研究——以江苏省盐城市市际河道断面水文监测工程实践为例

依据水利部印发的安全风险管控“六项机制”,结合基层水文单位管理特点,明确“六项机制”创建程序和内容,实现水文基础设施建设项目风险动态闭环管控,并以市际断面水文监测工程为研究对象,对项目“六项机制”实施与执行过程进行推演,以规范工程建设单位管理模式,切实做到有效预防事故,为其它类似水文基础设施建设工程“六项机制”建设工作提供参考依据。

水文监测资料在线汇交系统简述

聚焦于处理水文监测资料汇交过程中的核心问题,包括数据格式的非标准化、共享程度不足以及处理效率低下等。为解决这些问题,研发了一款全新的在线汇交系统。该系统采用B/S架构,确保了出色的兼容性、便捷的维护性以及可扩展性了;利用先进的“互联网+校验处理”技术,对提交的水文监测资料进行实时筛选、处置和输出,从而显著提高了数据处理的效率和准确性。通过校验、处理、分析等多个环节,该系统实现了水文监测资料的在线汇交,并生成了详尽的报表和深入的分析成果。

岳城水库库区分布式水文模型构建与应用

岳城水库是漳卫南运河的重要控制性水利枢纽工程,对流域防洪调度和水资源配置具有重要控制作用。岳城水库2023年以前主要依据坝前水位反推入库流量开展防洪调度,2016年“7·19”和2021年“7·21”洪水表明,观台站至岳城水库坝址区间约300 km2面积的产流占入库洪量30%以上。因此,建立库区分布式水文模型预报入库洪水过程和洪水量级,以改进和提高岳城水库调度,具有重要应用推广价值。

温度对投入式水位计测量精度的影响研究

小沙湾水厂是黄河地表水给水工程的重要组成部分,是准能集团的重要水源地,而精准的水位数据对泵站取水工作有较大的影响。以浮子式水位计示值为参照,设计了投入式水位计示值的对比试验,对影响传感器精度的主要因素之一温度进行了研究,总结了温度与示值误差之间的关系。结果发现,在10~18℃时,水温对传感器精度影响很小;在18~25℃时,水温越高传感器精度越低;在26~30℃时,传感器精度随温度升高而升高。

小型水库大坝无人机巡检和行人定位方法

针对小型水库大坝缺少准确的坐标转换参数,无人机识别的行人目标难以精确三维定位的问题,提出无人机坐标系与坝体局部坐标系的转换方法。实际工程应用结果表明,坐标转换后生成的点云与激光扫描点云基本一致,对坝顶目标的非接触测量精度优于10cm。提出方法可以从任意角度和位置准确测量小目标行人在坝体结构上的位置,为小型水库大坝无人机常规巡检和建立电子围栏等提供高效且经济的方法。

中关铁矿地下水化学组分演变特征分析

为探明中关铁矿在进行建设及开采时,地下水水化学组分受地下水流场变化及水-岩相互作用的影响程度,本文利用Piper三线图、聚类离子分析及离子比值图等分析手段,对中关铁矿地下水水化学组分演变特征进行研究分析。结果表明:奥灰水的水化学类型为HCO_(3)^(-)Ca·Mg型;混水为HCO3·SO_(4)-Ca·Mg型;岩体水为SO_(4)-Ca·Mg型。奥灰水与岩体水中Ca^(2+)浓度变化最大,而混水中Mg^(2+)浓度变化最大;奥灰水与混水中HCO_(3)^(-)浓度变化最大,而岩体水中SO_(4)2-浓度变化最大。其中,地下水中Ca^(2+)、Mg^(2+)和SO_(4)^(2-)是TDS值的主要影响因素。该研究结果有助于深入研究铁矿区地下水系统循环过程,为地下水资源的管理、开发利用与保护提供依据。

河冰视频监测技术研究

本文分析了河冰视频监测的特点,围绕相机标定及投影转换、河冰特征识别、流冰速度解算等方面,系统介绍了河冰视频监测应用现状及关键技术,并提出应用过程中亟待解决的关键问题,为河冰视频监测技术研究提供了参考依据。

无人机图像法流量测验技术及其应用

流量是水文的主要测验要素之一,传统的水文测流方法是使用转子式流速仪或浮标法进行测量,不仅劳动强度大,而且历时较长,费工费力,还存在一定的安全隐患。近年来,多旋翼无人机在各行各业中得到越来越广泛的应用,赣江上游水文水资源监测中心利用大疆无人机进行了技术攻关与应用研究,通过无人机搭载摄像机、RTK模块采集河道水面视频图像,利用视频图像识别系统进行数据处理,成功获得流量数据,精度满足水文技术规范要求。采用非接触方式测流方法,使测流更加安全、可靠、灵活。

基于微服务的水情数据采集系统设计与实现

为解决传统水情数据采集系统在站网规模扩增和系统升级时所面临的瓶颈问题,通过对微服务架构进行研究并结合其框架特性,将该框架应用到水情系统开发领域,设计并实现了基于微服务的水情数据采集系统。系统的应用能大幅提高水情数据采集的稳定性,降低系统的耦合性,实现灵活快速部署,为相关业务生产提供了更为准确、及时的数据支持。

应用“北京一号”遥感数据计算官厅水库库滨带植被覆盖度

“北京一号”卫星是拥有多方面技术优势的一颗对地观测小卫星。本文在运用“北京一号”、SPOT5、QuickBird遥感图像对官厅水库库滨带植被覆盖度进行综合监测的基础上,对三种不同分辨率的遥感图像进行基于统计的尺度转换,并应用尺度转换的结果修正了“北京一号”图像提取的植被覆盖度。经检验,运用SPOT5和QuickBird图像对“北京一号”图像进行像元分解,将统计结果与“北京一号”图像的提取信息建立统计模型,应用该统计模型可以有效地提高“北京一号”图像提取植被覆盖度的精度。对湿生植被进行样方调查,结果证明运用像元分解和统计模型的方法使“北京一号”提取植被覆盖度的精度较运用植被指数转换模型的计算精度提高了22.7%。应用该方法可以更有效地运用“北京一号”遥感数据进行连续、大面积的植被监测。

气候变化与人类活动联合影响下东江流域非一致性洪水频率

一致性假设一直是洪水频率分析的基本假设条件,但在气候变化与人类活动综合影响下,水文极值序列的一致性假设受到极大挑战。基于此,以东江流域为例,运用GAMLSS模型(广义可加模型),将时间、气候指标(北极涛动AO、北太平洋涛动NPO、太平洋年代际振荡PDO和南方涛动SOI)以及水库指标(Reservoir Index)统一纳入洪水频率分析中,并对东江流域1954―2009年年最大流量序列(AMS)进行频率分析,结果表明:1)龙川、河源和岭下站年最大流量序列均值与时间呈线性关系,方差为常量,而博罗站均值和方差与时间均呈非线性关系;2)水库对各水文站点AMS均值有显著线性影响;3)NPO对各站点AMS均值有显著线性影响,NPO值较高时,东江流域可能面临着较低的洪水风险,在一致性假设前提下,可能高估洪水设计值,反之亦然;而PDO对各站点方差有显著线性(岭下、博罗)/非线性(龙川、河源)影响;4)以时间为协变量构建非一致性模型,研究得出:龙川、河源和岭下3站T年一遇洪水设计值均呈单调下降趋势,博罗站1954―1995年左右洪水设计值呈下降趋势,而在1996―2009年呈上升趋势;以气候与水库为协变量构建非一致性模型,研究表明:龙川、河源和岭下3站T年一遇洪水设计值均因水库影响呈向下跃变;5)以气候和水库为协变量的非一致性模型对洪水频率具有良好的预测能力,为非一致条件下设计洪水的预测提供了新的预测方法。

河道安全巡检中的船舶可视化监测方法

针对河道安全巡检中的船舶可视化监测难题,基于高分辨率彩色图像识别技术,提出了一种河工模型试验中船模运动轨迹可视化测量方法和一种基于无人机的河道船舶轨迹跟踪方法。试验结果表明,船模运动轨迹可视化测量方法的测量值与实际值之间的最大相对误差为-3.284%,精度可以满足河工模型试验要求;船舶轨迹跟踪中采用加速稳健特征变换(SURF)方法对无人机图像进行配准,能有效地消除无人机位置飘移对船舶运动轨迹跟踪结果的影响,实现河道中多个船舶目标的运动轨迹同步可视化跟踪监测。

野外水利视频监控与分析系统设计

针对目前野外条件下水利监控的实际情况,提出了一种在野外工作环境下的水利视频监控系统,其前端设备采用太阳能供电,采集的图像视频通过3G通信方式传输至监控中心,监控中心获得前端图像视频信息后存储、转发、回放并分析处理图像视频信息,获得相关水文水资源与水利工程运行实时数据。实际运行结果表明,该系统能较好地解决当前水利行业野外条件下前端监控设备无供电和数据传输问题,且通过智能分析处理获得了水文水资源、水利工程运行状态等关键信息,为防汛抗旱、水资源管理等水利业务管理与科学决策提供了技术支撑。

基于无人机自标定的表面流场测量方法

针对无人机图像标定及配准等关键技术问题,提出了一种基于无人机自标定的表面流场测量方法。该方法基于运动恢复结构(SFM)三维重建技术完成无人机图像自标定,采用加速稳健特征变换(SURF)方法对无人机图像进行配准。将该方法应用于南京市三汊河河口闸下游表面流场测量,结果表明,基于SFM的三维重建精度可以满足自标定的要求,不需要另外设置地面控制点对无人机图像进行标定,简化无人机标定过程,SURF方法可有效地消除无人机位置飘移对表面流场测量结果的影响。

基于GEVcdn模型的珠江流域非一致性洪水频率分析

基于GEVcdn模型(generalized extreme value conditional density network)构建了珠江流域非一致性洪水频率模型。结果表明:多数站点呈非一致性变化特征,主要分布在西江和东江;在某些传统洪涝灾害易发区域,洪水极值序列呈上升趋势,将面临更加严峻的防洪风险。珠江流域洪水集中发生在两个时段,即1960年代和1990年代中期以后;基于非一致性算法的重现期体现出与一致性算法重现期的明显区别;珠江流域主要堤围基于非一致性算法的失败风险明显高于一致性条件下的失败风险而显示出较大的隐患。

基于图像处理的水位线检测算法

针对目前水利行业视频监控现状,提出了一种基于图像处理技术的新水位线检测算法,即先对采集的视频图像进行噪声抑制,然后提取图像边界,再对边界图像进行分段处理并应用Haar特征计算出最佳水位线位置。试验结果表明,该算法对水位线的检测误差能够控制在5个像素以内,检测准确率达90%,且耗时在10ms内,能够满足快速检测的需求,在水资源管理过程中具有应用价值。

基于GIS和DEM的九龙江流域地表水文模拟

运用 GIS软件 ARC/INFO、ArcView,以九龙江流域为例,探讨了数字高程模型(DEM)的处理及其水文模拟分析。对九龙江流域分幅数字高程模型(DEM)进行图幅拼接、网格重分及切割等处理分析,生成九龙江流域数字高程模型。基于DEM和GIS进行流域的水文模拟分析,包括洼地填充、水流方向计算、水流累积量计算、水网提取,最后进行了九龙江全流域及子流域界线的划分,生成了数字流域。

拉格朗日乘子法在水位流量关系拟合中的应用

针对传统方法在水位流量关系拟合中线性化后存在的不足以及未考虑拟合函数的显著性水平的局限性,以流量残差平方和最小为目标函数,以显著性水平为约束条件,结合拉格朗日乘子法对水位流量关系进行优化处理。通过算例对比分析了水位流量关系在传统算法、自适应加速遗传算法及本文优化算法下的拟合结果。计算结果表明:提出的优化理论能更精确地模拟实际工程中水位流量关系,其基本思想可为类似的水文分析提供借鉴作用。