长江上游干支流悬移质含沙量的变化及其原因

河流含沙量的变化是流域自然与人文因子变化的反映。以长江上游干支流1956-2000年的水沙和降水资料为基础,运用时间系列分析和统计分析方法进行研究。研究发现,干流宜昌站和4条主要支流含沙量的变化不是同步的,4条主要支流含沙量的变化呈现出复杂变化图形。流域面平均年降水量的变化,仅能解释含沙量变化的15.86%-37.21%,说明气候因素的变化不是长江干支流含沙量变化的主要原因。运用双累积曲线分析方法,研究了人类活动（如水库修建,交通、矿山和城市建设,水土保持,植被破坏和恢复等）对含沙量变化的影响。人类活动影响在不同的流域有较大差异。与4条主要支流相比,长江干流宜昌站含沙量的变化较小,反映了尺度效应的影响。多元回归分析表明,屏山、高场、北碚、武隆4站的年均含沙量变化对宜昌站年均含沙量变化的贡献率分别为28.5%、12.6%、44.2%和14.7%。

悬移质含沙量沿垂线分布理论研究综述与检验

关于悬移质含沙量沿垂线分布有多种不同的理论及分布公式。对各种悬移质含沙量沿垂线分布理论进行总结分析,并对Rouse公式、张红武公式、张小峰公式用实测资料进行对比研究,发现张小峰公式在含沙量较小时精度较高,张红武公式在含沙量较大时精度较高。

浅谈流量和悬移质含沙量测验源误差评估

水文测站的各项测验项目中,由于受各种因素的影响,各项测验成果都不同程度的存在着误差,本文针对流量和悬移质含沙量在测验、计算方面存在的误差进行了探讨,提出了误差评估的基本思路,对实际工作有一定的指导意义。

沉沙池沿程分组悬移质含沙量变化的基本计算式及其α_i值

文中概要论述了沉沙池沿池分组含沙量变化的基本计算式及其琢i的由来,以便在沉沙池设计中应用,这是作者主持编制的国家行业标准《水利水电工程沉沙池设计规范》(SL269-2001)

基于Kalman-PNN协同融合的悬移质含沙量测量

针对悬移质含沙量在线测量易受环境因素干扰的问题,通过分析卡尔曼滤波(Kalman filter)特性与概率神经网络(PNN)数据融合特点,提出基于卡尔曼滤波和概率神经网络(Kalman-PNN)的协同融合模型。首先应用卡尔曼滤波器对含沙量传感器输出值进行无偏估计,减少含沙量传感器的噪声干扰;然后将含沙量信息和水温、深度、流速等环境信息进行多源数据融合处理,进一步消除环境因素对含沙量测量的影响;最后经过Kalman-PNN协同融合处理,得到更加精确的含沙量实测值。为了验证Kalman-PNN协同融合模型的数据处理效果,在相同试验条件下进行了一元线性回归(ULR)模型、多元线性回归(MLR)模型、PNN模型与BP神经网络模型的含沙量数据处理。通过误差比较分析发现,基于Kalman-PNN协同融合模型的试验数据平均绝对误差仅为11.72 kg/m^(3),而一元线性回归模型、多元线性回归模型、PNN模型与BP神经网络模型的分别为103.12、56.02、12.47、49.81 kg/m^(3)。试验结果表明,基于Kalman-PNN的协同融合模型对含沙量测量精度的提升具有积极作用。

基于ADCP测量悬移质含沙量的实验研究

基于ADCP反向散射信号可以推算悬移质含沙量。自2011年9月到2013年12月,通过选取长江下游大通水文站作为实验点,采用传统法和ADCP法在同一断面测量了悬移质含沙量,两种方法测量的结果相关系数达到了0.98。实验研究表明:ADCP法测沙可以解决水文测站悬移质含沙量的自动化测量问题。

湖南南咀水文站悬移质含沙量测验探讨

悬移质含沙量大小受泥沙来源、暴雨强度、河床冲刷及不同水系河流来水相互渗透等多种因素的影响,其测验一直是水文巡测的难点。悬移质含沙量分布测验结果应能反映含沙量的变化过程,有利于掌握其输移量、各种特征值及在时间上的变化规律。分析了2004~2018年南咀水文站悬移质含沙量测验结果及肖家湾(二)站与南咀站水位落差变化过程的相应关系,根据水位落差过程线中的转折点,提取对应悬移质含沙量。分析结果满足水文资料整编成果精度要求。通过水位落差与悬移质含沙量的关系合理调整测验测次分布,既能及时掌握悬移质含沙量在天然河流中的变化过程,又能突破传统按期取样采集方法的限制,显著减少沙峰过程中的测验次数,可降低劳动强度。

阿勒泰地区水文站悬移质含沙量测验探讨

通过开展悬移质含沙量测次精简工作,建立水位落差和悬移质含沙量之间的关系,最终推算不同水位落差节点的悬移质含沙量,在一些流域悬移质含沙量巡测方案中被认为较为行之有效。以新疆阿勒泰某水文站为研究实例,重点探讨不同水位落差节点的悬移质含沙量,从而减少悬移质泥沙测验的次数,提高含沙量巡测的效率。结果可知:水位落差和断面平均含沙量基本呈现指数级的变化,采用水位落差方法下的悬移质泥沙测验的次数相比于原测验方案有明显减少,占原方案测验次数的比例在49.2%~67.4%之间,相比与原悬移质泥沙的测验方案,水位落差方法下的泥沙测验方案布局更为合理。

水位落差方法在辽东山区水文站悬移质含沙量推算中的应用

基于水位落差方法,结合辽东山区沙尖子水文站实测水文数据,建立该站点悬移质含沙量和水位落差之间的相关关系,利用该相关关系实现不同水位落差点下悬移质含沙量的推求。结果表明:该方法简单、实用,成本低,可实现水文站点悬移质泥沙的快速、自动推求,推算精度满足河道水文泥沙测验规范要求。成果对于泥沙测验方式改进具有重要参考价值。

基于Kalman-GOCNN最优融合模型的悬移质含沙量在线检测

针对悬移质含沙量检测过程中易受环境因素干扰的问题,提出了一种基于Kalman-GOCNN最优融合模型用以在线检测悬移质含沙量。首先分析了各环境因素对悬移质含沙量检测的影响;并使用Kal⁃man算法分别对悬移质含沙量、水温、电导率以及深度数据进行滤波,减少悬移质含沙量在线检测时环境的影响;最后应用遗传优化(GO,Genetic Optimization)算法优化卷积神经网络(CNN,Convolutional NeuralNet-work),建立了Kalman-GOCNN最优融合模型。通过改变卷积神经网络的卷积核尺寸与个数,获得了悬移质含沙量检测的多源数据最优融合效果,有效减少了环境因素对悬移质含沙量检测的影响。为了比较Kal⁃man-GOCNN多源数据融合模型的处理效果,在相同环境下进行了Kalman-CNN,CNN以及多元线性回归和一元线性回归处理,并进行了悬移质含沙量检测的误差分析。结果表明:Kalman-GOCNN多源数据最优融合模型的均方根误差仅为1.11 g/L,该模型能够有效地消除环境影响,提高了悬移质含沙量在线检测的精度和稳定性。

悬移质含沙量沿垂线的分布理论研究

文章基于悬移质含沙量沿垂线分布的概念及理论研究现状,通过实测数据资料计算,对比分析了悬移质含沙量沿垂线分布实测值与扩散理论劳斯方程及各修正方法计算结果的拟合程度,证实了扩散理论公式的合理性以及相关修正方法的可行性。

基于压力测深的智能多仓悬移质含沙量采样系统研制及应用

在河流水深较深水域,悬移质含沙量测验工作量大,测船取样时在航道中停留时间长,带来安全风险,为此研制了智能多仓(六仓)悬移质含沙量采样系统。取样时,电动绞车控制采样系统的下降、上升速度,系统入水触(河)底后通过压力传感器和控制单元测量水深;在系统上升分层取样时,压力传感器动态测量水深,智能电控多仓悬移质横式采样系统按设定的相对深度和顺序进行自动关仓取样。采样器的关仓时间和水深等参数无线传输和记录到计算机。系统设有人机交互界面,便于检查监控系统的可靠性。该系统成功应用于深水航道水文监测中。

大通水文站流速与悬移质含沙量垂线分布规律

天然河道中水流呈紊流状态,测点流速和含沙量均受诸多因素影响。本文按照不同水位级,分别将2012年大通水文站低水、中水、高水期选点法测验结果做流速和悬移质含沙量摘录计算,通过对各垂线相对位置测点结果统计分析比较,得出各测点两者沿垂线分布规律。

悬移质含沙量检测的Kalman-GORBF多源数据最优融合模型研究

针对悬移质含沙量在线检测易受环境因素的影响,提出基于卡尔曼(Kalman)滤波和遗传算法优化的径向基函数(Genetic Optimized Radial Basis Function,GORBF)神经网络的多源数据最优融合模型.首先简述Kalman滤波的基本原理,将基于音频共振法传感器的信号进行Kalman滤波;对悬移质含沙量、水温、电导率以及深度信息进行综合分析,找出对悬移质含沙量检测有关联的环境因素;并应用RBF神经网络对悬移质含沙量数据进行多源数据处理,融合了影响悬移质含沙量检测的环境因素;最后探讨遗传算法(Genetic Algorithm)优化径向基神经网络(RBF Neural Network)参数的方法,提出遗传算法来优化RBF的半径和离散尺度,获得了悬移质含沙量检测的多源数据最优融合效果,有效地减少环境因素对悬移质含沙量检测的影响.为了比较Kalman-GORBF多源数据融合模型的处理效果,在相同环境下还进行了Kalman-RBF,GORBF、多元线性回归和一元线性回归方法的处理,并进行悬移质含沙量测量的误差分析.试验结果表明,基于Kalman-GORBF多源数据最优融合的悬移质含沙量检测模型能够有效地消除环境影响,提高了悬移质含沙量检测的精度和稳定性.

青铜峡水文站悬移质含沙量测验优化分析

文章主要对青铜峡水文站1996~2015年连续20年实测悬移质含沙量资料进行了分析,论证该站悬移质含沙量测验优化的可行性,并制定完善的测验优化方案。

基于激光散射原理的含沙量快速施测方法研究

含沙量是水文基本资料收集的一项重要内容,传统的采集水样后烘干称重的方法已不能满足现代对时效性的要求。基于Mie散射原理,提出了采用激光粒度仪分析仪转换含沙量的方法。该方法的实施步骤是:首先配置若干悬移质含沙量已知的水样,然后通过激光粒度仪分析其泥沙颗粒级配分布的体积浓度,率定出体积浓度与重量浓度之间的转换关系,在分析泥沙颗粒级配分布的同时快速转换出悬移质含沙量。试验结果表明:该方法可在采用激光法进行悬移质泥沙颗粒级配分析的水文测站使用,因为水文测站固定断面悬移质泥沙颗粒级配分布精度可控,建立转换关系简单、速度快、精度高,在悬移质含沙量快速施测方面具有很好的推广前景。

喀什一级电站排沙漏斗工程悬移质泥沙水文测验与分析

本文验证了喀什一级电站排沙漏斗对多泥沙河流悬移质的排除率及耗水量的定量分析,为今后多泥沙河流的排沙设施选择提供依据。

悬移质积时式采样器取样方法初探

积时式采样器较好地解决了以水文缆道为测验载体的悬移质输沙率测验问题。本文以汉江下游某站使用调压积时式采样器进行悬移质泥沙采样的方法为例,分析了该站现行取样方法存在的缺陷,对改进其取样方法进行了初步探讨。采用本研究方案,可以使悬移质含沙量测验精度得到一定的提高。

淮河中游鲁台子站水沙特性分析

为合理开发和利用淮河中游水资源,采用淮河中游代表站鲁台子水文站2002年~2022年共10年的逐日径流量、降雨量、蒸发量、悬移质含沙量和悬移质输沙量数据,采用数理统计和自相关系数法,统计年径流量、降雨量、蒸发量、悬移质含沙量和悬移质输沙量和水文特征值,分析鲁台子水文站水沙特性变化规律。为淮河中游水资源合理利用和开发提供分析和计算,为上下游经济、社会、生态环境协调发展和区域经济社会发展提供基础依据。

基于分数阶对流扩散方程的悬沙垂向分布

为模拟荆江河段的悬移质含沙量在近底区域内异常偏高的分布特性,对比分析了平衡态方程(Rouse公式)、非平衡态方程(韩其为公式)和分数阶方程在描述荆江河段次饱和悬沙垂向分布的适用性。分析结果表明:平衡态方程不能描述强次饱和态悬移质含沙量的垂向分布特性,非平衡态方程在水深大部分区域应用较好但不适用于近底区域,分数阶方程可以较好地描述强次饱和水体含沙量在全部水深区域包括近底层的异常变化,但对公式中新出现的分数阶参数需合理取值。