永庆水文站0.2相对水深流速系数分析

通过对0.2相对水深流速与精准垂线平均流速计算得出的流量相关关系分析,得出了0.2流速系数,为测流方案的优化提供了依据。

基于辽中站相对水深0.2流速系数探析

研究目的是确定辽中水文站0.2水深流速系数。通过该站2017年4~9月份实测流量资料的相关分析,用桥测断面精测法垂线平均流速与相对水深0.2流速建立函数关系,从而确定桥测断面相对水深0.2位置流速系数,为今后开展抢测洪峰流量提供科学依据。

漂浮植被作用下水流纵向流速的垂向分布及离散特性研究

为探究漂浮植被影响下明渠水流流速及纵向离散系数的沿程变化特性,采用Fluent软件中的k-ε模型进行三维数值模拟并与水槽试验结果进行对比分析,在模型验证合理的基础上,对漂浮植被不同根系下探深度及覆盖率下水流纵向时均流速的垂向分布特性进行研究,并基于改进的分区模型分析了含漂浮植被明渠的纵向离散系数。结果表明:漂浮植被水流垂向上可分为含植被水流层、无植被水流层与近河床层。纵向流速最大值出现在无植被水流层,其大小与植被下探深度及覆盖率呈正相关。含植被水流层的纵向流速随植被根系下探深度和覆盖率的增加而减小,无植被水流层及近河床层的纵向流速随着下探深度和覆盖率的增大而增大,且植被覆盖率及下探深度越大含植被水流层与无植被水流层的流速差异越大。纵向离散系数沿程表现出先增大后减小的趋势,在植被区中下游离散最为剧烈,且与植被下探深度和覆盖率呈正相关。

基于双线激光测量系统的滚波成熟断面特征分析

为深入研究坡面薄层水流的滚波特性,该研究对坡面薄层水流深度测量系统的精度进行标定,并将其优化为双线激光水深测量系统,在3种坡度和6种流量条件下,采用非接触式测量方法实时测量滚波成熟断面位置的水深。结果表明:坡面薄层水流深度测量系统的精度确认为0.473 mm/格,双线激光水深测量系统的最佳间距为0.04 m。流量和坡度显著影响滚波波速、波高、波高差值及频率,流量的影响(效应量0.655~0.963)大于坡度(效应量0.232~0.874)。坡度显著影响波长,而流量对波长无显著影响。波速随流量增加而增加,但随坡度增加,流量对波速的影响降低。在不同坡度条件下,波高对流量的响应各异。3°坡度下,波高随流量增加先增高后降低,而在较大坡度下(9°和15°),波高处于小流量条件下(2~8 L/min)增幅较大,分别为3.74和4.63 mm。随着流量增大,3°与9°的波高差异增加,但9°与15°之间的差异则减小。此外,波高差值随流量增加显著增大,但随坡度的变化受到流量的影响差异呈现出先增大再减小的趋势。流量增加会导致频率增加,且15°坡度下增幅最大,为2.37 Hz。各坡度的频率差异随流量增大表现为先减小后增加,其临界流量值为8 L/min。小坡度下(3°)波长随流量波动增加,而在大坡度下(15°),较大流量会抑制波长发展。大流量条件下(16~20 L/min),各坡度的波长差异显著。该研究为提高坡面薄层水流测量精度,进一步探明薄层水流滚波的动力学特性提供理论依据。

U型弯道内L型丁坝群对不同水位水流水力特性影响试验研究

弯道影响通航的同时,易造成水土流失、河床淤积等现象。L型丁坝群是一种常用的水利工程结构,能调整水流速度、改善水流动力学特性,用于保护河岸线、防止淤积。我国多数河流常年无固定水位,布置丁坝群后,不同水位下,丁坝群对水流特性的影响情况值得研究。为此,通过试验,使用粒子图像测速系统和无线水位测量系统,分别对水流流速和水位等物理量进行测量、记录,并通过Matlab软件分析了不同水位下丁坝群对水流的影响情况,得出如下结论:随着水位的增加,水流速度逐渐减小,丁坝群下游部分是防冲刷和淤积的最佳位置,且坝高水深比影响丁坝作用的发挥,当比值为2.5左右时,可使丁坝群的作用得到良好发挥,在工程设计中可予以考虑。

VSMS系统在潮滩水沙测量中的应用

介绍了同步多点观测潮滩水流悬沙浓度、流速和水深的计算机测量系统 (VSMS)的组成 .现场测试表明 ,该测量系统精度较高、性能良好 .

不同人工糙率床面水力学特性的试验研究

采用变坡试验水槽,研究了不同流量,不同坡度以及不同糙率条件下坡面流水力学参数(雷诺数、弗劳德数、平均流速、水深和阻力系数)变化规律。研究结果表明,在糙率、坡度相同情况下,坡面流的雷诺数、弗劳德数、平均流速、水深和阻力系数均随流量的增大而增大;在坡度、流量相同条件下,随着糙率的增大,坡面流的雷诺数,弗劳德数和平均流速在减小,阻力系数和水深在增大;平均流速、水深和阻力系数与流量和坡度的关系可用简单幂函数表示,而且主要由流量控制。

江河模型水深流速自动测量系统

提出水深的频率测量原理和方法,研制出水深测量探针传感器,并应用于江河模型中水的深度测量及相应点水流速度测量系统设计.该测量系统由多台测量控制仪和上位机、PC计算机组成,安装于江河模型的测量桥之上,可完成江河模型水流速度与深度参数的立体测量和同一断面参数的同步测量,并具有参数保存与显示、打印及上位机与其他计算机通信等功能.

坡度和雨强对坡面流水力学特性的影响研究

为研究坡面流水力学特性,通过人工降雨物理模型试验数据和In HM分布式水文数值模型试验相结合的方法,研究了8种坡度5种雨强下坡面流流速、水深、阻力系数沿坡面的空间分布规律,分析了雨强和坡度对坡面流流速、水深、阻力系数的影响,以及阻力系数与水流雷诺数的关系。研究结果显示:从坡面上游到下游,流速和水深沿程递增,阻力系数沿程递减;雨强越大,流速和水深越大,阻力系数越小;流速及阻力系数与坡度正相关,水深与坡度负相关;阻力系数与水流雷诺数呈系数为a指数为b的函数关系,b的取值范围为-1.9^-1。

大型深水库流速比测方法研究及比测结果相关性分析

ADCP测流具有快捷、方便等优点,ADCP测流方法、及其与常规流速仪对比测试是一个值得研究的课题,也是全面推进ADCP在测流中应用的基础。国内开展了一些ADCP与常规流速仪在天然河道中的对比测试研究工作,获得了ADCP与常规流速仪测试成果之间的相关关系。由于ADCP与常规流速仪在水库中对比测试的实例较少、缺乏可借鉴经验,因此本文依据ADCP与常规流速仪、动船与定船ADCP在不同调节性能水库中的对比测试结果,初步得出:在水库流速较小的条件下,ADCP与常规流速仪、动船与定船ADCP对比测试相关性较好,随着流速的增大,两者相关性显著提高。

输水明渠壅水状态断面流速特性三维仿真研究

传感器技术的发展给渠道流量测量领域带来了新的契机,目前多数测流设备主要通过测量点流速来推求渠道断面的流量。但在渠道中由于壅水作用的影响,同一个断面处的流速分布随下游水深变化而变化。为探索不同下游水深边界条件下输水明渠的断面流速分布特性,采用FLOW-3D进行三维建模仿真,选取平原灌区内一典型梯形渠道中100 m渠段,针对不同下游壅水条件进行恒定流三维数值模拟。通过研究不同下游水深条件下的断面流速分布,分析了采用固定水面流速系数可能导致的流量误差,并根据水面流速系数的变化规律,提出了在渠段下游壅水高度小于20 cm时采用率定的水面流速系数推算流量误差可满足量水精度要求(误差小于±10%)。还针对仿真数据进行拟合得到水面流速系数关于水深的曲线,并利用该曲线对水面流速系数进行修正,结果表明测流误差可减小到1.4%以内。最后分析了使用雷达技术测水面流速时,在保证测流误差不大于10%条件下应选取的最小测点数。

基于水动力学计算的气泡上升规律研究

不同直径气泡上升时间与水深之间的关系是气泡浮子法测流的基础。针对静水中气泡上升的加速与匀速过程进行了计算与分析,将气泡上升过程划分为加速与匀速段,基于流体力学原理,求得气泡匀速上升速度与直径之间的关系、加速时间及其高度占总上升过程的比例,以及不同直径气泡冒出时间与水深之间的关系。结果表明,气泡直径在[0.5,2.0]mm区间时最终速度的流态处于过渡区,在(2.0,4.0]mm区间时最终速度的流态处于紊流区,且最终速度随直径增大而增大;加速上升时间及其高度占总过程的比例极小,故可对气泡上升全过程近似做匀速处理;相同水深下,气泡直径越大,冒出时间越短。

便携式断面流量测量系统设计与实现

为便于进行明渠间流速流量及水深测量,设计一种便携式断面流量测量系统。根据现场环境对流速和测量水深要求,设计量程为20 kPa高频压力敏感元件的压力传感器,在基于标准恒流源条件下,灵敏度优于0.25%FS;设计量程10 m/s三叶锁存型霍尔效应磁敏传感器旋桨,利用水流动力推动旋桨运动获得旋桨转数,启动速度优于0.02 m/s,精度优于2%;基于ARM Cortex-M3内核作为逻辑处理单元,选用12位A/D转换器,实时存储并通过NB-Iot低功耗广域网上传数据至管理中心。该测量装置便于携带、质量轻,可单人单手操作、现场实时测量。

矩形明渠壅水状态测流技术研究

大型输水明渠流量测量是运行管理的一个重要内容。雷达波流速仪测流技术有流速越大,测量越准确的优点。文章运用FLOW-3D数值模拟软件研究其在某渡槽矩形槽身段且有壅水时测流的适用性。得到结论,矩形明渠在输水运行时会产生二次流,随着下游壅水的增大,二次流流态比较稳定,表面流速系数取值基本不受下游壅水的影响。但是水面流速系数与离上游边界条件距离具有稳定的函数关系,拟合成公式,求解出流量最大误差为1.17%。说明雷达波流速仪对大型矩形明渠测流的适用性与准确性。

河道脉动水流对水文站测流精度的影响

测流时,脉动水流会使测流过程中的水位、水深、流速与实际产生误差,从而对实测流量的精度产生一定影响,造成量值误差。在量值已成为当前水利规划使用依据时,有必要注意其影响,从而提高使用精度。

MULTI3100数据读取研究

针对在课题中使用的MULTI3100(一种水深和流速测量装置)设备传回信号的读取问题,我们研究了它所应用的信号电平及类型,并对这种信号进行了分析,在此介绍了这种信号的一些语句及参数,以及如何从显示设备中将数据从设备读取到PC机的技术,设计出了读取信号过程中应用到的各种接口转换电路,在实验应用当中,都取得了满意的效果。

新疆卡拉苏(四)水文站水面、半深流速系数分析

中高水测验中水面流速系数对测流精度影响较大,基于卡拉苏(四)水文站断面和测验设施情况,采用比值法和相关分析法对该站的测流系数进行探讨,得出卡拉苏(四)水文站水面流速系数、半深流速系数为0.84、0.93;对水位流量关系曲线三种检验进行校核;可为提高测验精度,积累有关计算水面流速系数、半深系数率定工作提供借鉴。

基于沙里寨水文站水面流速系数分析研究

在实测河道流量时,往往因为洪水涨落急剧、洪峰历时短无法采用多点法施测流速;或在采用浮标法及缆道流速仪法施测流量时,多采用水面一点法施测流速,而在计算垂线平均流速时涉及水面流速系数的问题。通过对大洋河沙里寨水文站实测的垂线五点流速,建立水面与垂线平均流速相关关系,确定该站水面流速系数。

水土保持措施对坡耕地土壤养分时空变异影响

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无水保措施布置坡耕地为研究对象,结合传统统计分析和ArcGIS地统计分析方法,研究不同深度土壤养分随时间及空间(垂直和水平)变化特征。结果表明,(1)所选研究区内土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随着土层深度的增加而降低,同一坡位高度,有水土保持措施坡耕地土壤养分含量比无措施坡耕地高,且土壤养分在垂直方向上相对均匀分布。(2)从各水土保持措施对不同深度土壤养分含量的影响来看,在水土保持体系内,0~15 cm和15~30 cm土壤有机质含量依次为:水保林地>水平梯田>地埂植物带,全氮、全磷和有效磷含量依次为:地埂植物带>水平梯田>水保林地。在无措施对照区,土壤有机质、全氮和有效磷含量两层次均顺坡逐渐增高,而全磷两层次分布均呈:中坡位无措施区>下坡位无措施区>上坡位无措施区。不同深度土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随月份变化先增加后损失,但其变化程度因水土保持措施不同而不同。(3)经统计分析表明,水土保持措施区0~15 cm土壤有机质和全氮变异系数大于无措施对照区,但土壤全磷和有效磷变异系数正好相反;无措施对照区15~30 cm土壤有机质、全氮、全磷和有效磷变异系数大于水土保持措施区。水土保持措施与不同深度土壤养分之间均呈极显著正相关关系,0~15 cm和15~30 cm土壤全氮和有效磷之间均呈显著正相关,而0~15 cm和15~30 cm其他各指标关系间均呈极显著正相关关系。

miniSVP声速剖面仪在测深声速改正中的应用

以珠江流域水道数据为基础,采用英国Valeport公司生产的miniSVP声速剖面仪直接测量水体的剖面声速,并计算了声速误差对水深测量精度的影响。结果表明,声速误差带来的深度改正是影响测深精度的一项重要因素。