水深测量漂浮式比测器设计及应用探析

水深比测作为检校回声测深仪测深和仪器误差订正的依据,是水深测量不可缺少的环节.在沿海、河流、水库水深测量中,比测器法是应用最广泛的水深比测方法,但目前比测器均为垂直方式入水,受水域条件和流速限制,其安装后入水长度往往较小,达不到理想效果;同时,比测器的安装、拆运较为麻烦,给水上作业带来安全隐患.文中结合工作实际,在综合分析影响声速在水中传播的因素基础上,基于流动河流的水体环境,提出了漂浮式比测器的设计概念.     

不同频率回声测深仪测量水库淤泥的初步研究

通过应用不同频率回声测深仪在三峡水库近坝区淤泥测量试验，探索了回声测深仪不同频率在河床存在淤泥测深时，声波的发射能量不同而所产生了不同的回波信号。其回波信号的强弱即可反映其河床淤泥的初步特征。为水库河床演变提供了更贴近实际的水深测量成果数据，也为日后水库淤泥的高程测量积累了有益的经验。     

GPS测量技术在瀑布沟水库断面测量中的应用

为提高工作效率,降低劳动强度,满足高水深、大跨度水库泥沙淤积测量的要求,通过全球定位系统联合回声测深仪对瀑布沟水库进行了断面测量。文中介绍了该方法的测量原理及特点,并将其测量成果与传统方法进行了对比分析。结果表明,该方法的测量精度满足断面测量的要求,且提高了自动化应用水平。     

不同频率回声测深仪测量水库淤泥的初步研究

通过应用不同频率回声测深仪在三峡水库近坝区淤泥测量试验,探索了回声测深仪不同频率在河床存在淤泥测深时,声波的发射能量不同而所产生了不同的回波信号.其回波信号的强弱即可反映其河床淤泥的初步特征.为水库河床演变提供了更贴近实际的水深测量成果数据,也为日后水库淤泥的高程测量积累了有益的经验.     

GPS RTK与声呐测深技术在水利工程中的应用——以萧围东线标准海塘塘前水域测量为例

在传统的水利工程水域地形测量中,往往采用全站仪进行测点定位、利用测深杆或回声测深仪获取水深数据,相应进行水位控制,从而对水下地形点的三维坐标进行确定。在分析GPS RTK与单波束声纳测深仪基本原理的基础上,以萧围东线标准海塘塘前水域测量为例,分析GPS RTK与单波束测深仪同步测量的作业方法以及存在的误差,总结该方法与传统方法相比的优点。     

第?5?代多波束测深系统在江河湖泊的监测应用

R2 Sonic 2022是基于第5代声呐结构的多波束测深系统,从动静态水深比测、数字地形图精度、面积法3个角度与传统回声测深仪进行对比,对比结果说明多波束测深系统具有精、准、快的特点,分析该系统在河道险工险段监测及整治、水库水下地形测量、应急抢险,以及河道演变趋势研究中的应用,为江河湖泊的地形监测提供决策数据和技术支撑     

测深仪与测深杆比测试验与分析

针对目前黄河下游河道断面测量中存在的问题,探索采用GPS与数字测深仪联机的测量模式代替传统的测量模式。通过数字测深仪与传统测量模式的对比试验,确定测深仪在黄河下游河道断面测量中的使用条件,断面适用性统计数据和含沙量数据表明,比测河段水深和含沙量条件均符合测深仪的使用要求。     

美国控制水库淤积的新经验

美国控制水库淤积的新经验在美国、印度、中国等国家多泥沙河流上，水库淤积一直是水库管理的一大难题。在水库泥沙测验方面，美国采用了新方法。这种方法是在船上安设全球定位系统（ＧｐＳ）和地理信息系统．（ＧＩ）。船在库内用回声测深仪测得水深后，将数据输入两个系...     

罗德岛波特克西特河的细沙输送

罗德岛波特克西特河的细沙输送一、资料收集和分析１９９２年２月间收集了波特克西特河克兰斯顿至河湾坝段的水深资料。水深测量是在河流低流量（７．６～８．３ｍ３／ｓ）且十分稳定的四天内进行的，用声波测深仪测取了约４６００个水深数据。不能使用声波仪的浅水区．用...     

一种回声测深远程校准仪的研制

为实现回声测深仪主机精确计量检定及远程在线计量检定问题,开发了一种回声测深远程校准系统。采用STM32单片机作为数据采集的核心元件,包括电源供电模块、信号处理接收模块、信号发生输出模块、显示延时控制模块、信号通信交互模块;通信模块通过USB串口、RS485及无线WIFI网络系统,实现回声测深仪主机的远程在线校准和远程交互。试验结果表明:该回声测深远程校准系统检定精度符合国家计量检定标准(最大允许误差为±1%d,其中d为实测水深值),且远程校准测试和现场校准测试误差率在2%以内。该回声测深远程校准仪系统为进一步推广远程在线计量研究打下了坚实基础。     

内陆水域水下地形测量中声速改正方法探讨

声速改正误差所引起的测深误差是影响测深精度的主要因素之一。通过对不同测深环境、不同声速改正模型的研究,提出了在几种典型测深环境下的声速改正方案。在长江中下游地区的施测结果表明,计算值和测量数据吻合性较好,采用间接法能够较好地满足该地区水下地形测量精度要求;在西藏惹雍错的施测结果表明,间接公式法计算的声速比实测值偏大,推荐采用直接法即通过声速剖面仪获取水体声速,或对水体水温分层观测,然后利用公式计算得出声速。在江河入海口水域,当采用直接法计算声速时,应考虑含盐量的影响。     

灌区水资源实时优化调度

根据实时调度原理及农业水资源配置特点，建立了分层耦合的水资源实时优化调度模型，该模型包括供需水中长期预测、中长期优化配置、供需水实时预报、短期渠系配水和基于模糊识别的实时修正5个模块，应用该模型可实现对预报、决策、实施、修正的滚动向前调度。在中长期优化调度模块中提出了利用模糊聚类和马尔科夫时间序列的预测方法对有效降水量进行预测，并根据预测的年型计算作物需水量和地下水可开采量。实例计算表明，应用该模型实行的实时优化调度与各种供水已知情况下的理想最优调度方案偏差较小。     

探针杆挠曲水流场测量误差修正方法及其收敛性

提出挠流阻力引起探针杆挠曲造成水流场测量误差的迭代计算修正方法。分析该方法的收敛性及收敛方式。结果表明：通常情况下该方法是收敛的。计算流速矢量具有从两侧交替和右侧逼近实际流速矢量两种收敛方式，该方法可用于探针杆挠曲引起的流速场测量误差的修正计算。     

基于输入-输出修正的水轮机特性曲线精细化模型

目前常用的水轮机特性曲线模型包括线性模型和非线性模型,它们都是根据描述水轮机内外特性的方程或试验数据得到的。然而在建模的过程中,各种误差难以避免,如模型误差、测量误差和读数误差等,可能造成预测值与实际值不相符,影响模型的精度。同时,有关水轮机特性曲线模型修正的文献较少,缺乏行之有效的方法或准则,不利于相关研究成果的实际应用。本文以水轮机神经网络模型为例,提出了基于输入-输出修正的水轮机特性曲线精细化建模方法,并验证了该方法的有效性。首先根据模型综合特性曲线和边界条件,分别建立混流式和轴流式两种机组的非线性特性曲线模型。其次利用粒子群优化算法和二次多项式逼近原理,依次对模型输入和输出参数进行修正,得到最优修正系数。最后整合原始模型和修正部分,得到水轮机特性曲线的精细化模型。试验结果表明该方法能够有效提高模型的仿真精度,对研究真实机组的非线性特性具有重要意义。     

水深测量误差对流量资料整编精度的影响分析

为了研究在测深杆悬挂流速仪法实测流量时,水深观读误差对流量成果精度的影响,作者采用实例数据进行了对比分析。结果表明,在测深杆迎水面和背水面观读水深时所产生的误差都会给流量测验精度带来较大影响,而且会引起水位～流量关系曲线的明显偏离,给流量资料整编成果带来较大误差,在一定程度上降低了河流流量资料的使用价值和精度标准。针对误差来源,提出了减少水深测量误差的具体建议。     

实时跟踪控制校正法初探

在实时最小二乘法的基础上，对实时性与误差的波动性进行权衡，提出了具有实时跟踪能力又避免产生误差放大的校正方法，在莲花测根系统中得以应用，并取得较好的效果。     

基于LOADEST和卡尔曼滤波的河流污染通量过程估算

针对当前国内水质低频监测的现状以及河流污染通量计算方法的缺陷,为了提高河流污染通量估算成果的合理性与可信度,将LOADEST污染通量估算模型与卡尔曼滤波校正算法相结合提出一种新的河流污染通量估算方法。基于LOADEST模型的污染通量过程预估,通过建立污染物通量与流量之间的回归方程,利用逐日高频流量数据预估出波动变化的逐日污染通量过程;基于卡尔曼滤波的污染通量过程校正,对通量实测值与基于LOADEST模型的通量预估值进行同化,减小最终估算值与实测值之间的误差。新方法应用于淮河干流蚌埠闸断面2012年污染通量的估算,氨氮和高锰酸盐指数通量过程的估算值与高频水污染联防监测值吻合较好,判定系数R~2分别为0.78和0.99,累计通量相对偏差分别为1.71%和5.57%。研究结果表明,新方法在不增加数据需求的同时能合理可信的估算河流污染通量的变化过程,可弥补月单值法、线性插值法、污染负荷过程模型法估算河流污染通量的不足与缺陷。     

基于粒子滤波的一维非恒定流模拟多变量校正方法

为减少数值模型的不确定性,将粒子滤波方法引入一维非恒定流水量计算,建立了一维水量模拟的多变量校正方法。该方法通过对水流状态粒子进行统计估值,实现模型状态变量的最优估计。以单一河道洪水演进过程为例,探讨了多变量校正方法在一维非恒定流计算中的性能,分析了粒子数量、状态变量扰动误差和边界条件的不确定性对滤波效果的影响,从准确性、稳定性和高效性三方面对粒子滤波和集合卡尔曼滤波的性能进行了比较。结果表明:粒子数量为100时可兼顾滤波效果和模拟效率;水位、流量扰动误差标准差均取实际值的10%,边界条件相对误差在20%以内时,模拟精度可达94%以上;粒子滤波虽然在准确性和稳定性上较集合卡尔曼滤波稍弱,但是计算效率约是集合卡尔曼滤波的2.3倍。太湖流域河网水量校正证实,粒子滤波可显著改善模拟精度。     

比重瓶法测验低含沙量误差分析

在河流水文测验、河工模型试验、水质评价及工农业取水中,通常采用比重瓶法测验含沙量。在含沙量较小时,因水中溶解质含量较大,用比重瓶法测验得到的含沙量往往大于实际含沙量,但测验者常常怀疑测验过程或测验仪器出现误差,而忽略其真正原因。通过某城市供水沉沙池试验的含沙量测验发现,影响低含沙量测验误差的潜在原因就是浑水中溶解质含量,它对含沙量的影响远远大于水体自身含沙量;此外,温度测验误差对含沙量的影响较大,并且含沙量越小,温度测验误差对含沙量的影响越大。基于此,提出了比重瓶法测验低含沙量的改进方法,得到了与烘干法基本一致的测验结果,为低含沙量测验提供了一些借鉴和参考。     

产流误差平稳矩阵的系统响应修正方法参数分析

为进一步提高洪水预报精度,扩展产流误差平稳矩阵的系统响应修正方法的应用范围,首先通过理论推导,比较了产流误差动态系统响应曲线修正方法与产流误差平稳矩阵的系统响应修正方法的特点,比较结果表明后者具有更强的修正稳定性以及更好的修正效果;然后通过理想案例和实际案例对该方法应用效果和参数选取进行讨论,应用结果显示产流误差平稳矩阵的系统响应修正方法应用于达开水库流域具有较好的修正效果,明显提高了洪水预报精度;参数分析结果显示存在一个最优的权重系数使得修正效果达到最佳,并且在实际流域上权重系数取值幅度较大。