灌区常用量水方法对比试验研究

为提高灌区用水计量工作的水平,对流速仪量水、闸门量水、量水槽量水三种方法进行了对比试验。结果表明:流速仪量水平均误差为4.96%,闸门量水平均误差为6.70%,量水槽量水平均误差为1.15%。相比之下,量水槽测流操作最为便捷,且精度最高,建议有条件的灌区优先采用量水槽测流。     

基于信息融合的灌区闸门调节方法研究

为增强灌区闸门调节的预见性,避免因频繁调节影响闸门的使用寿命,引入信息融合理论,基于不确定系统输入的状态方程和量测方程,通过叠加“干扰用水”对系统输入进行估计,实现了对系统状态的跟踪和预测。在此基础上,以PID调节器为例,通过引入全局预测信息,增加闸门调节所依据的信息量和信息的互补性,并应用信息融合技术进行综合,改善了闸门调节器性能。所提出的闸门调节方法适用于渠系水流一类具有明显惯性和时滞现象的非线性系统。该方法对其他调节器同样适用。     

考虑闸墩弹性效应的弧形闸门流激振动数模-物模联合预测与安全分析

通过试验和数模对闸门流激振动响应仿真模拟是研究闸门振动的一种有效方法。以某水电站泄洪底孔弧形闸门为具体研究对象,根据模型试验要求设计了水力学和水弹性模型,进行了支铰力荷载量测和流激振动响应试验,分析了泄流条件和闸门、闸墩振动的关系,同时将试验所得荷载分别施加于闸门—闸墩耦合数值模型和将闸墩处理成刚性约束的数值模型进行动力响应计算。通过对比分析,认为闸墩振动对闸门动应力和垂向动位移影响较小,但对闸门水平向和侧向动位移影响较大。最后结合数模和物模对闸门振动进行了安全分析。     

水力自动滚筒闸门水动力特性数值模拟

水力自动滚筒闸门是一种新型水力自动闸门，它利用水压力产生的推动力矩、闸门自重以及闸门配重产生的回复力矩进行自动启闭，以实现水流的自动调节、运行和排沙。鉴于对该类闸门的水力特性还没有充分研究，本文利用RNG 湍流模型对圆筒闸体绕流流场进行了模拟，并对自由水面引入了水－气两相流分层理论中的流体体积分数法（VOF）迭代求解。通过数值模拟，得到不同时刻计算域内的相体积分布、圆筒闸体附近速度场、压力场以及各工况的受力，并与模型试验实测结果进行对比分析，两者吻合较好。说明VOF法可以在圆筒闸体绕流流场自由表面的计算中应用推广，同时，所得结果对水力自动滚筒闸门的设计具有指导意义。     

曹娥江大闸钢结构闸门防腐处理

曹娥江大闸工程处于淡水、海水多种影响环境,受潮汐干湿交替、河口水含泥沙量冲蚀等因素影响较大,对闸门防腐环境要求较为苛刻。本文通过室内、室外与闸门所处同等环境的影响试验,提出了适合闸门防腐要求条件的处理方案,收到了良好的钢闸门防腐效果,为沿海地区闸门防腐提供了参考案例。     

手改电闸门测控一体化技术实现与应用

根据黄河流域引黄灌区引水多泥沙、易淤积的特点,采用电子、自动控制、物联通信、防盗防破坏等关键技术研发了适合手动闸门量水控制的手改电闸门测控一体化系统。系统中设计了太阳能供电装置,将手动闸门改造成电动闸门进行控制,闸门下游设计安装超声波水位计测量闸门下游标准堰槽处的水位及流量,并作为反馈值反馈给闸门控制单元,通过内置控制算法程序驱动闸门启闭机实现闸门闸位、水位及过闸流量的动态控制;系统上位应用管理软件引入智能PID控制算法,实现了系统参数自动调节和稳定运行。系统在引黄灌区开展应用,解决了引黄灌区手动闸门长期靠人工计量与控制造成的测控精度低、实时性差问题,实现了手改电闸门的水位、闸位及流量的远程自动控制。     

高水头斜门槽水力特性及闸门持住力研究

结合江口水电站溢流坝中孔检修闸门，进行了高水头斜门槽水力特性试验研究，内容包括闸门在动水下降过程中，闸门区水流空化特性，闸门关闭速度，闸门底缘体型，水流流态，通气孔风速，进气量对闸门持住力的影响，测定闸门持住力以确定启闭机容量。     

基于无线传感器网络的多沙渠道闸门量水装置的设计

充分考虑泥沙淤积对于闸门引水流量的影响,利用无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)多节点协作采集、传输和处理的优势,通过多类传感器获取闸门开度、闸门上下游水位、闸底板淤积泥沙厚度,并将量水建筑物尺寸结构与泥沙淤积情况结合,修正闸门量水建筑物参数,得出闸门过水流量。所设计的量水装置可以在水体含沙量大的条件下,以较高精度实现自动化闸门量水,同时为渠道清淤和闸门自动化启闭提供理论技术支撑。     

一种改进的泄洪闸门与负荷及水位联动控制系统

通过将闸门控制系统、电厂计算机监控系统、集控监控系统集中接入闸门联动系统中,利用上游水位、入库流量、机组负荷、闸门开度等参数,精准的计算上游入库流量和下游出库流量,优化闸门调度方案,提出了一种改进的泄洪闸门与水位自动联动控制系统,并在株溪口电厂进行试验,试验结果表明,改进后的泄洪闸门与水位自动联动控制系统,可以有效地提高闸门调节精度、减少弃水、减少耗水率、提高发电效益、减轻运行人员值班压力,提高泄洪效率。     

小型实用多功能量水闸门研发与试验研究

文章介绍了自主创新的"小型多功能量水闸门"研制与功能,并对该量水设施的量水原理、技术结构、试验运行等问题进行了试验研究,研制了该设施的使用范围及精度要求等。     

大赉水文站测速垂线精简测点的分析探讨

利用2007年大赉水文站总计30次用三点法实测流量资料,通过对流量、垂线平均流速两个方面分析得知,大赉水文站测速垂线精简测点后,采用相对水深0.2、0.8测点测流与采用相对水深0.2、0.6、0.8测点测流,两种方法计算的流量对比,总的系统误差为-0.36%。并对两种测流方法进行了单次流量随机不确定度验证,符合《河流流量测验规范》精度要求。其意义在于缩短测流历时,把流量测验的重点投入到增加测验次数上,满足大洪水时期,水位变幅大,测次不足的问题。尤其在主汛期可及早报出流量,为防汛抗洪服务。     

大面积水域浓度场测试方法及系统研究

针对大面积水域浓度场难以实现实时测量、测量精度不高等问题,采用了一种多通道荧光测试系统和方法。首先,基于单色光诱导荧光检测浓度(LIF)原理,使用探头获取离散点的浓度参数。然后,经总线或通信网络技术,将数百个测点连接起来。最后,通过数据总线或网络将采集的数据输送到中央测控计算机中,处理离散的数据后形成完整的浓度场。在恒定流浓度场中的试验结果表明,污染物测量相对误差均值不超过5%,单次测量相对误差最高值为8.33%,传感器线性度不超过5%,可检测的荧光素钠溶液浓度分辨率为0.001 ppm,系统测量稳定、精度较高。相较于其他浓度测量方法,该系统具有测量面积大、实时测量的优势,可为水污染防治等领域提供可靠的技术支撑。     

远程测控智能闸门灌区推广应用研究

在潦河灌区西潦北干五支渠安装了远程测控智能平板闸门装置,开展渠道自动量水监测试验,分析验证远程测控智能闸门装置的实际应用效果。结果表明：该技术能实现灌区明渠输配水的远程智能化控制、下泄水流量数据实时监测、统计,测流误差综合精度小于5%,测流精度和可靠度较好,该系统适用于灌区小型明渠输水控制,为灌区量水设施改造工作提供了有效手段。     

基于图像识别技术的测压管群水深智能获取方法

为在水工模型试验中准确同步获取过水建筑物不同部位水压力,提出并设计了基于图像识别技术的测压管群水深智能获取方法与系统。该系统采用非接触式（侧拍）影像采集方式,实时拍摄多个测压管内水面浮标的运动影像（反映水深变化过程）,将影像资料导入计算机;利用软件识别系统,采用灰度化、二值化及开操作等对图像进行预处理,然后使用findContours获取各个测压管水面浮标质心坐标,通过标定系数转换为实际水位数据,最终得到各个测压管内水深同步变化的时间序列。通过水工模型试验验证,该方法较传统人工测量方法获得的数据误差在±1.5%内,且获取方式更快捷、数据更丰富,可为水工模型试验中测压管群水深测量提供新的思路。     

闸坝型水库新型泄洪调度方法研究

传统的泄洪调度试验,通常针对单个流量级进行闸门调度优化研究,而没有考虑闸门开启或关闭的连续性。在实际洪水调度过程中,可能存在闸门升降反复运行,管理较复杂。以汉江孤山航电枢纽泄洪调度试验研究成果为依托,在模型试验中,需要在不同的流量之间反复调整闸门的开启组合方式,确保小流量已经开启的闸孔,大流量要继续开启,不够再开别的闸孔,且出闸底缘水流尽量为自由出流,避免淹没闸门底缘,以减轻水流波动引起的闸门振动,另外冲坑深度等指标也需要满足要求,提出了流量由小到大或由大到小闸门单向性连续开启或关闭的新型调度方式。该方法具有闸门操作简单、运行安全的特点。     

模型试验含沙量量测技术研究

含沙量是河工、港工物理模型试验主要测量要素之一,现有的模型试验含沙量测量仪具有测量范围窄、相对误差大、重复性低等缺点,制约着物理模型试验含沙量的测量范围和试验准确性。介绍了一种自主研制的无线实时含沙量测量仪,该测量仪采用光电测量原理,将光信号转换成电信号,实现含沙量的实时在线测量。通过分析光电法含沙量测量仪的基本原理、硬件系统设计,分别研究了含沙量与透射光强、散射光强、透射光功率之间的变化关系,提出采用透射光与90°散射光相结合方法测量含沙量。经多组试验研究获得含沙量算法及其实现方式,确保含沙量测量的相对误差小于5%。本研究采用不确定度分析方法,分析新研制的含沙量测量仪的可靠性,试验表明仪器的不确定度小于0.4。     

鄱阳湖物理模型量测控制系统设计与应用

为更好地开展鄱阳湖物理模型试验研究工作,有必要设计及建设一套先进的量测控制系统。作为国内最大的湖泊与江河实体露天模型,对鄱阳湖物理模型测控系统运行的可靠性以及室外的防雷性能提出了更高的要求。测控系统由模型供水系统、流量控制系统、水位、流速测量系统、尾门控制系统、防雷接地系统等量测子系统组成,简要介绍了各测量子系统工作原理、设计方案及实际应用情况。系统应用现代网络技术及高性能自动化测量仪器,成为测控功能较为完善的大型河工物理模型自动化量测控制系统,可实现模型试验中各种参数的实时采集、控制和数据处理。试验结果表明该测控系统可满足模型试验的测控需求。     

TDR测量黄土含水率的影响因素分析及其评价

时域反射法(TDR)已被岩土工程领域广泛用于测量土壤体积含水率。采用延安新区和吴起县2种黄土试样分别对TDR水分测试进行试验率定,分析了TDR水分测试过程中的测试误差,探讨了黄土的干密度及塑性指数等因素对TDR水分测试率定的影响。结果表明:TDR水分传感器未进行试验率定时,测试结果误差较大;当黄土试样在质量含水率一定时,TDR水分传感器测得的体积含水率与干密度之间均呈线性增长关系;对于塑性指数I_p<10的延安新区黄土,TDR水分传感器测得的体积含水率θ_v均大于烘干法测得的体积含水率θ_w,TDR测试结果均在等值线θ_w=θ_v下方;对于塑性指数介于10~17之间的吴起县黄土,当质量含水率w<12%时,θ_v >θ_w,TDR测试结果在等值线θ_w=θ_v下方,当w>12%时,θ_v <θ_w,TDR测试结果在等值线θ_w=θ_v上方。通过比较分析2个地区θ_w与θ_v的关系,建立了TDR水分测试结果的修正公式。研究成果为TDR水分传感器测定黄土含水率这一测试技术在陕北黄土地区的岩土工程应用提供了参考。     

软岩三维粘弹塑性参数辨识研究

以某水电站地下厂房区软岩部位试验洞监测资料为基础,运用基于均匀设计一遗传算法一神经网络的人工智能反演分析方法,在考虑了仪器埋设滞后的位移损失的情况下,对岩体在宏观结构条件下的流变参数进行三维粘弹塑性位移反分析,得到了岩体的流变参数并进行了位移预测.与监测成果进行了对比分析.结果表明:预测围岩流变位移、速率与监测结果比较接近,规律性较好,说明辨识效果较好.