陈河水文站代表垂线平均流速与断面平均流速关系分析

以陈河水文站垂线平均流速、断面平均流速实测资料为基础,建立垂线平均流速与断面平均流速相关关系曲线的方法,在定线精度检验的基础上,来确定施测断面平均流速的代表流速垂线,以简化施测断面平均流速的技术手段。采用代表垂线法施测断面平均流速,可将多条测速垂线简化至1条,故此实测断面平均流速的总历时可成倍缩短,这无疑保证了抢测洪水流量过程(尤其是峰谷转折点)的测验时机。即采用代表垂线法施测断面平均流速可达到即时控制洪水流量的剧烈变化过程和减轻测验劳动强度的目的。     

流量在线监测在九江水文站的可行性分析

九江水文站地处长江中游末端,其下游9km 处有张家洲将长江分为南北两江;其下游30km 有鄱阳湖入汇长江,对本站水位、流量有顶托影响,水位～流量关系不稳定。为了提高流量整编成果的精度和报汛准确性,需找出能代表流量测验断面平均流速的代表性垂线流速,进而可实行在线流量监测。根据九江水文站垂线平均流速横向分布以及多年断面图,以该站2017 年至2021 年ADCP 实测流量成果资料为依据,对测速垂线进行了指标流速多元线性回归分析,从分析的11种方案中得到起点距为690m 和1 110m 的两条垂线组合的垂线平均流速与断面平均流速有较好的关系,适宜作为该站在线流量监测的代表性垂线。     

南水北调工程陶岔站时差法流量计推流技术研究

陶岔水文站为南水北调中线工程源头陶岔渠首水量计量断面,为提高陶岔站超声波时差法流量计的流量测验精度,对时差法流量计算原理及推流方法进行了研究,提出了基于多元回归的多声路时差法断面平均流速计算方法,并以实测流量为率定样本,验证了该方法的适用性。同时,基于走航式ADCP测验资料,分析了陶岔站垂线流速分布规律及最优幂指数,以及幂指数对ADCP流量测验精度的影响。结果表明：基于多元回归的多声路时差法断面平均流速计算方法能进一步提高陶岔站流量监测的精度;陶岔站垂线流速分布符合幂函数分布,最优幂指数为0.120 8,在用走航式ADCP进行流量测验时,建议采用该系数,可减小单次流量测验误差1%～2%。研究成果可为流量在线监测推流方法的选择及推流精度的提高提供参考。     

缸瓦窑水文站高洪流量测验方案初探

河道高洪时期流量测验是水文测验中的一道难题,在高洪情况下,常规的流量测验方法要满足测验的要求比较困难,为解决这个问题,通过采用测速垂线代表线法对缸瓦窑水文站的流量测验资料进行分析,得出测速垂线代表垂线(起点距180 m)平均流速与断面平均流速的关系系数并分析关系系数的精度,从而得到在高洪时期,缸瓦窑水文站的流量测验,可以用垂线代表线法进行测验,在保证资料精度的情况下,缩短了测验时间,提高了工作效率,确保了测验安全,该方法还可以推广到其他水文站应用。     

黄梨树水文站垂线平均流速与断面平均流速关系分析

黄梨树水文站属于国家重要水文站,一类精度站,流量测验采用缆道流速仪法,单次流量测验历时0.75~3.17 h,较为费时。通过对黄梨树水文站2021年测速垂线平均流速与断面平均流速进行分析,选定代表垂线,建立相关关系,并对成果进行误差评定和验证。探索流量测验时断面平均流速简化为只测代表垂线平均流速,缩短测验历时。     

利用多普勒流速仪进行明渠流量在线监测分析

使用流速仪用精测法施测明渠流量,各次流量的测速垂线固定,各条测速垂线的平均流速与断面平均流速建立相关关系,分析各条垂线流速的代表性,并进行误差计算,找出代表性最好,推算误差符合水文测验规范要求的垂线,在该垂线所在断面位置的河底,安装座底式多普勒流速仪（淘金者-SW型）,利用座底式多普勒流速仪进行明渠流量在线监测。     

非接触式雷达测速系统在线流量比测率定分析

现代化水文监测对于实时雨水情况监测及预警,保障城市防汛减灾应急处理有基础性支撑作用。以沙田水文站水文监测为背景,建立由RG30-T探头雷达测速仪、CR数据采集系统组成的在线非接触式雷达流量监测系统。为检验雷达测速仪的测验精度,现进行率定分析,进而建立并合理校验代表流速~断面平均流速、水位~流量关系的关系。进一步提高了中小河流的水情预警预报能力,为今后沙田河流域精确防汛预报鉴定了基础。     

徒骇河堡集闸站单位流速与断面流速相关分析

收集了徒骇河堡集闸站1990、1998年20年一遇的实测洪水流量资料30次,对其水文要素进行了计算分析,结合多年测报经验,发现了内在的相关关系.研究显示:有代表性的垂线平均流速与断面平均流速之间存在天然的线性关系;故取每次流量起点距分别为160 m、220 m、250 m三条测速垂线平均流速的算术平均值作为本站单位流速V<, >与本次流量断面平均流速V<,断>建立相关关系,用于推求断面流量,经验证,成果精度较高,完全满足流量测验规范之精度要求.此分析成果的应用,可快速提供即时汛情.缓解汛情紧张局势,为防汛减灾赢得宝贵时间.     

悬移质取样垂线流量权重法测定断面平均含沙量的应用研究

实测部分流量的悬移质输沙率法测定断面平均含沙量,输沙率和流量测验必须同步进行,与新仪器设备的测验原理及不断变化的测验环境不相适应,应用取样垂线流量权重计算断面平均含沙量,将可达到简化断面平均含沙量测验程序、提高泥沙测验时效性的目的。本文分析了悬移质取样垂线流量权重法(系数法)测定断面平均含沙量的原理和应用条件,实例研究了悬移质取样垂线流量权重法(系数法)测定断面平均含沙量符合流量加权原理和河流含沙量在断面上的分布规律,具有很好的推广应用价值。     

基于H-ADCP的河道断面多层流速测量与流量计算

河道断面流量准确、高效监测一直是水文在线监测的重点,为解决因断面流速分布数据收集难度大,指标流速公式建模困难,现有在线测流技术普遍存在流量计算误差偏大的问题,提出了一种基于H-ADCP河道断面多层流速测量方法,并结合部分流量累加法给出了测量区和盲区的流量计算公式,以及基于此法的在线测流系统技术实现过程。以南水北调中线渠首陶岔水文站测验断面为例,将基于此法的流量计算成果和走航式ADCP实测流量成果进行了误差分析。结果表明:此法构建的在线流量监测系统有较高的测量精度,时效性好,对H-ADCP流量在线监测应用推广有较好的借鉴意义。     

基于垂线流速模型的雷达法断面流量测流精度分析

利用雷达多普勒流速仪进行测流是目前成本较低的实时自动测流方法。传统的雷达多普勒流速仪获得断面单条垂线上的表面流速,一般采用代表流速法建模计算断面流量,导致水位变幅剧烈的断面测流误差较大。本文基于表面流速数据的垂线法测流模型,采用雷达式二合一传感器获得断面的垂线表面流速和水深实测数据计算断面流量,并以新田水文站断面测流为例,与缆道流速仪法的测流数据结果进行对比验证。结果表明垂线平均流速相对误差在 5%以内的合格率达到 75%,断面平均流速相对误差和断面流量相对误差在 5%以内的合格率均达到 67%,故仅需布设两个雷达测速仪即可达到相对误差小于 5%的高精度测流,在自动测流站中有较好的应用。     

半江垂线代表线法流量测验分析

建立半江代表性测速(测深)垂线所占部分流量与全断面流量的相关关系,通过施测代表性测速(测深)垂线能较好地完成特殊情况下流量测验工作,保证水文资料系列的延续。文中以上马厂和卡伦山两水文站为例,介绍了封冻期流量测验方案,并对方案进行了论证。     

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。     

A System Approach to Real-time Hydrologic Forecast in Watersheds

Abstract

In non-structural measurement of flood control, hydrologic forecasting plays a very important role. Owing to time-variance, non-linearity, and uncertainty of hydrological processes, realtime forecasting has become an efficient approach. The paper addresses an important practical problem: improving short-term hydrological forecasting based on real-time updating in the operation model. A simple nonlinear model with a variable gain parameter (VGPM) is developed. A separated calibration approach for updating parameters used in the runoff generation process and the response function in the flow routing is proposed. State space equations associated with updating model parameters in a real time scheme were developed. The VGPM approach is verified for three types of representative watersheds. The performances of different updating schemes in rainfall-runoff modeling and real-time forecasting were tested. The results indicate that significant improvement in the efficiency of hydrological modeling can be obtained from the VGPM approach, relative to simple linear models (SLM). For the watersheds with a time-variant characteristic, moreover, significant improvement in the hydrologic forecasting efficiency can be obtained by adaptive schemes. The efficiency of real-time modeling by the self-adaptive Kalman Filtering algorithm was found to be very close to that of the Recursive Least-Square method.     

水文监测创新在2016年长江洪水测报中的作用

2016年,长江中下游发生了区域性大洪水。为保证洪水预报的水文资料需求,长江委水文局通过建立的由水文监测管理体系、水文监测服务体系、水文监测技术支撑体系、水文监测质量保障体系等四大部分组成的水文监测体系创新与关键技术,以“巡测优先、驻巡结合、测报自动、应急补充”的新型水文监测模式,大大提升了防洪监测的能力和水平。与往次防洪监测比较,在应对2016年的大洪水的过程中,长江水文测验的新型模式带来了测洪能力、技术水平、准确度、时效性的系统性提升,其中,流量测验时间缩短了73%~83%,水情信息到报率和准确率达到99.95%,远远高于国家标准。     

新型智能流速流量仪系统设计

为满足水文部门对河流流速流量测量多种的要求,在转子式流速仪基础上,设计了1款智能流速流量仪系统,介绍了该仪表的原理,软硬件设计方法,设计了上位机系统。应用表明,该流速流量仪提高了测量精度和测量数据的时效性,实现了水文数据的无纸记录,提高了工作效率和水文数据信息化管理水平。     

沣河水质与流量之间的关系分析

为了打造生态沣河,本文基于秦渡镇断面2001-2009年的定期水质监测资料,以及秦渡镇水文站2001年到2009年的逐日流量数据,以及2009年到2011年大峪口断面、秦渡镇断面的多场洪水监测资料,研究分析了沣河水质与流量之间的关系.结果表明:(1)监测断面流量的大小和每场洪水平均流量的大小均对NH3-N、TN和COD的污染浓度有影响,且流域上下游不同断面的水质流量之间的关系也有差异;(2)根据2002年到2008年秦渡镇断面所监测的6场洪水资料,可知洪水对COD非点源污染的影响较大.而2006年NH3-N、TN的点源污染严重,此外几年NH3-N的点源污染较严重,TN变化不稳定.     

水文测验中两种测速垂线精简算法比较研究

随着中小河流治理项目的推进,改革水文测验方式,探索测流方式方法技术创新势在必行。本研究依托南京信息工程大学学生水文测验教学实习过程中组织开展的2次测速垂线优化精简实验,收集了渔梁水文站2次多测速垂线流量测验数据,针对原精简算法在流量误差最小的寻优过程中可能删去最有代表性的垂线这一问题,设计了直接寻求流量误差最小的测速垂线组合的新算法,并深入分析了两种精简算法对流量误差的影响。结果表明:测站目前采用的常测法选取的13根固定垂线代表性较好,流量测验精度较高;对比原算法,新的垂线精简算法在相同垂线数目下,流量误差更小,测验精度更高;由新算法,特殊水情下单垂线测流可考虑将垂线位置布设在起点距84 m处;流量相对误差大小随着优选垂线数量的增加呈指数递减规律。本研究所提的垂线精简算法有助于提高实验的精度,可为基层水文站开展垂线精简分析工作,进行测流方式改革提供参考。     

长江口深水航道三期工程前后北槽中上段水动力及含沙量变化特征

基于长江口北槽深水航道长期定点观测的2006,2008和2011年洪季大潮、2006,2009和2013年枯季大潮水沙数据以及2006和2013年6—8月横沙和北槽中的潮位资料,分析三期工程前后北槽中上段潮汐、潮流及含沙量变化特征。分析结果表明:①中上段浅水分潮性质增强,且M_4分潮和M_2分潮的振幅变化幅度远大于M_2分潮;中段洪、枯季大潮平均潮差均减小;②中段M_2分潮流垂线平均长轴洪季大潮增大、枯季减小,长轴向均向北偏转且椭率减少;洪、枯季大潮涨、落潮平均流速均减小,优势流减小;③余流为中段含沙量贡献最主要的驱动力,其次是M_4分潮,随后为M_2分潮;中段洪、枯季涨落潮平均含沙量均增多,优势沙减小;④中上段潮动力非线性特征加强主要受三期工程中上段缩窄加深工程的影响;南导堤加高工程是中段流速减小的主要原因;洪、枯季优势流、优势沙的差异主要受上游来水来沙的影响;泥沙再悬浮是中段悬沙的主要来源,且洪、枯季含沙量差别主要受上游来水来沙及潮流动力强度控制。