ADCP多线积深式流量测验技术应用研究

以往ADCP进行河道断面流量测验的应用方式是走航式,多沙河流存在"动底",影响底跟踪应用并给流量测验结果带来较大误差。采用多线积深式流量测验方法,利用ADCP依次对多条垂线进行流速流向、水深测量,测记起点距计算总流量,并在黄河中游吴堡、府谷两站开展了与流速仪法的流量比测试验,对资料进行了分析和评价,说明多线积深式流量测验方法作为低沙、平水期流量测验的一种应用方式,可缩短历时,提高测报技术水平,具有较好的应用前景。     

ADCP与GPS组合在艾山水文站的应用研究

为提高黄河下游水文测验效率,降低劳动强度,在艾山水文站进行了走航式ADCP外接GPS和转子式流速仪的流量比测试验。结果表明:ADCP与转子流速仪两种方法流量测验的结果具有密切的相关性,两者的转换公式为Q流速仪=1.018QADCP;在黄河下游中、低流量和不同含沙量、非稳定河床条件下,使用走航式ADCP外接GPS可以有效地消除动底造成的误差。     

基于ADCP测量的长江口推移质运动速度研究

利用ADCP测量底床推移质运动是近年来水下泥沙研究的新动向。长江河口南港和北港为粉砂-细砂质河床,采用ADCP定点观测方法对其底床推移质运动速度进行研究。结果表明:近底高浓度悬沙对ADCP现场监测推移质运动可能存在一定的影响,但是其影响不随近底悬沙浓度和厚度的变化而变化;床沙普遍运动是利用ADCP底跟踪方法在野外现场监测推移质运动速度的适用条件;南港床沙普遍运动的临界起动流速为1.0m/s,北港床沙普遍运动的临界起动流速为0.9m/s;在满足床沙普遍运动条件下,Va与τsk的2.1次呈幂函数相关,满足水槽实验研究中两者相关性的结果。说明利用ADCP方法估算推移质运动速度合理有效,可用作底沙输运机制现场研究。     

走航式ADCP技术在水文测验中的应用探讨

虽然走航式ADCP河流流量测验得到越来越广泛的应用,但因其受含沙量、河床流沙和船体等影响较大,使ADCP在一些条件下的使用受到制约。通过ADCP在高要水文站外接罗经、GPS的比测试验成果分析,探讨高洪期间ADCP测流技术的应用情况,解决ADCP在洪水期测流遇到的技术问题。     

走航式ADCP在浅滩岸边流量测验时的失真性分析与处理

走航式ADCP广泛运用于水文测验,但各测验断面情况相差较大。受ADCP盲区影响,当进行宽浅岸边流量测验时,ADCP会遇到测不出流量或流量值突跳的情况,导致各单次流量测验成果相差较大。此时宜选用适宜的测验方式,避免测验成果的失真性。本文针对走航式ADCP进行宽浅岸边流量测验现场处理方法做阐述。     

ADCP流量测验时底跟踪失效的解决方案

通过对ADCP底跟踪失效情况下的流量测验分析,从外部设备的配备上和资料处理上提出判断底跟踪失效的解决方案和事后处理方法。     

声学多普勒在水文测验中的应用

走航式ADCP（声学多普勒）河流流量测验目前已在内陆河流中得到广泛应用．与传统的流速仪测流方法相比,其受含沙量、河床推移质、船体材质等影响较大。文章通过ADCP在赣江吉安水文站与流速仪法的比测试验成果分析,探讨ADCP测流技术的应用情况,解决ADCP测流中的技术问题。     

基于ADCP代表流速法“1+1”的多平台流量测验比测研究

为提高回水项托河段流量测验精度,有力支撑巡测管理,提出了基于ADCP代表流速法“1+1”的多平台流量测验方法,并在汉江中游干流控制站余家湖水文站进行了应用。“1+1”表示水平式ADCP(H-ADCP)和垂直式ADCP(V-ADCP)方法,即通过收集走航式ADCP实测流量成果与同时段H-ADCP、V-ADCP的测验成果,建立实测断面平均流速与H-ADCP代表流速以及V-ADCP代表流速的相关关系。通过比较不同回归方程的计算精度,确定最优回归方程,并对相关关系定线精度进行检验。结果表明：符号检验、适线检验、偏离检验的结果分别为0.45,0.61和0.34,相关关系定线精度符合规范规定要求,说明基于ADCP代表流速法“1+1”的多平台流量测验方法在余家湖水文站的适用性良好,具有一定的推广价值。     

受壅水影响的二水文站两种ADCP流速比测分析

ADCP是一种利用声学多普勒效应测量河道流量的新型流量测验系统.本文在受下游闸坝壅水影响的坝上、窑下坝㈡水文站,开展了水文缆道流速仪、在线式ADCP、走航式ADCP三套设备的流量比测分析,建立了三种测流方案成果相互之间的关系,得到了在线式ADCP和走航式ADCP的实测流量及流量资料整编成果,分析了走航式ADCP和在线式ADCP对两站流量测验的适用性.     

ADCP流量测验随机误差分析Ⅰ：随机不确定度预测模型

本文对ADCP流速测验随机误差引起的流量测验随机误差进行了分析，考虑了表层及底层盲区流速插补引起的误差以及由于走航测验对单砰标准差的放大，给出了ADCP流量测验随机不确定度预测模型。该模型表明，影响ADCP流量测验随机不确定度的参数可以分为三类：即ADCP系统性能参数、河流水力参数、测验作业参数。本文详细地分析了ADCP系统性能参数对流量测验随机误差的影响。本文提出的随机不确定度预测模型可以用于指导ADCP流量测验作业以保证测验精度满足要求。     

走航式ADCP在河流测流中的应用

近年来采用走航式ADCP进行河流流量的测量方法已得到了广泛地应用,与传统的流速仪法相比效率更高。以某专用水文站流量观测为例,介绍了走航式ADCP在河流流量测量中的应用,以及与流速仪法测得的结果对比情况。实际施测结果表明,ADCP在流况简单、含沙量较小、河床稳定的河流流量测量中是可行的。但在含沙量大、河底推移质运动明显的河流使用是否可行,以及如何减小误差还有待探讨。     

天然河道水流紊动特性分析

本文采用超声多普勒三向流速仪对不同流量级的条件下长江干流黄陵庙水文观测断面不同垂线的脉动流速进行了观测。根据现场观测资料，对水流的紊动周期、频率、概率密度函数等进行了定量的数学描述，并对时均流速、紊动强度、雷诺应力等沿垂线的分布规律进行了分析计算。结果表明，脉动流速的概率分布在充分发展的自由紊流区近似为正态分布，在近壁强剪切紊流区为偏态分布；各垂线紊动强度在相对水深大于0．4的范围内比较均匀，在接近河底处升高，达到最大值后迅速减小，至河底为零。     

河床演变的均衡稳定理论及其在黄河下游的应用

在系统分析有关河床演变均衡稳定理论的研究成果基础上,指出河流熵理论的最小可用能耗率原理及其表达式完整地表达了冲积河流河床演变的自动调整作用基本原理,应用河流最小可用能耗率原理的表达式封闭河床演变方程组,建立河床演变均衡稳定数学模型,应用该模型计算了黄河下游各河段在不同水沙条件下的河槽均衡稳定断面,并计算分析了小浪底水库下游的清水冲刷、拦粗排细和水温变化及涨冲落淤等因素对河槽均衡稳定的影响,分析了河道输水输沙优化的临界指标,提出了强化非恒定流调水调沙、调控60-100 kg/m3的不利来水含沙量和以滞洪拦粗排细运用为主等改善小浪底水库运用的措施。     

声学多普勒流速仪盲区数据处理及其在长江河口区的应用

本文基于边界层理论，在估算声学多普勒流速仪（Acoustic Doppler Current Profiler，简称ADCP）水表和底部的观测盲区流速作了初步探索。根据长江口南港定点观测获取的ADCP潮周期流速剖面数据的分析结果，在涨急和落急阶段整个水层均为边界层，流速剖面呈对数分布。因此，利用卡门-普朗特公式外插，计算ADCP盲区的流速，与在盲区放置的直读式流速仪测得的数据相比，平均相对误差分别为2.3%～2.9%。某些数据点的偏离可能是由于悬沙浓度分布的变化而引起的。     

北方河流冰期水流阻力分析

本文通过由流速分布推求冰期河道冰盖糙率系数,提出了由流速分布推算冰盖及河床糙率的计算方法,同时考虑冰盖影响区与河床的流速分布,确定最大流速位置,阐述了冰盖对水流的阻力是研究河道冰情演变及其运动规律的依据.并对河道冰期形成冰盖,其阻力使河道水位升高、过流能力降低、水位流量关系改变.流速分布推算冰盖及河床糙率的计算方法进行了分析.为北方地区基层测站的冰期测验工作提供参考.     

山区河流河床形态对推移质输沙率影响的试验研究

为探索山区卵砾石河流推移质运动受水流条件和河床形态的影响规律,开展了大比降浅水流动条件下卵砾石输移的室内水槽试验,获得了两组泥沙组成的19个流量条件下的水流、泥沙及河床三维地形场数据。结合室内水槽试验及文献中的天然河流输沙观测数据,分析了不同水沙输移阶段水流阻力、河床形态与推移质运动之间的关系。试验结果表明:河床阻力系数随着河床形态强度参数增大而增大,形态阻力与河床形态强度参数相关性更强。在泥沙补给充分阶段,推移质输沙率与床面阻力、形态阻力及河床形态强度参数均呈正相关关系;在泥沙补给不充分的水流冲刷阶段,推移质输沙率随河床形态强度参数增大而减小。     

堆积体对上游附近河道三维流速分布影响的试验研究

堆积体的存在易对河道的水流流速产生影响。通过水槽试验,采用ADV观测堆积体附近的三维流速。通过控制流量大小,研究堆积体作用下河道三维流速沿堆积体上游临近横断面的分布规律。试验结果表明:①流量相同时,流速受堆积体形态影响。离河床越近,三维流速沿横断面的分布曲线:顺水流方向流速u的趋势线越陡,指向右岸一侧流速v和垂直河床向下流速w的峰值越向堆积体在横断面的投影线靠近。v由天然情况下趋于0的直线变成离河床越近,流速峰值越大,两岸流速越小的下抛物线。w在河床附近,曲线呈“勺子”形态,远离河床,曲线失去“勺子”形态。②随着流量增加,同一流层上,u流速增大,流速沿横向的分布越不均匀,曲线越陡。u流速方向和v流速方向的夹角θ,在离左岸(堆积体一侧)大约1/2堆积体半径时取得最小值。离左岸越远θ值越大,直至离左岸45 cm后θ才恢复天然值90°。研究成果可为河流防护和治理工作提供技术支撑。     

基于ADCP实时指标流速的感潮段断面流量计算

长江下游感潮河段水位-流量关系曲线无法确定。针对传统测流方式存在的监测频次偏少、无法实现流量过程推求等问题,建立了ADCP在线测流系统。根据一段时期内在线测流系统中ADCP实时指标流速监测值与断面平均流速实测值,建立了两者间的多元线性回归模型,并进行求解,获得了模型的回归系数。以南京水文实验站2010年11月至2011年12月之间的监测资料为例,通过以上方法计算实时指标流速的回归系数,并结合水位和河底高程求得过水断面流量。与实测流量对比表明,该模型具有较好的拟合效果,计算精度较高,可广泛地应用于流量的实时报汛及整编。     

黄河下游高村-陶城铺河段边界阻力能耗与河床稳定性分析

从河床边界阻力能耗角度研究河床形态调整规律,引入河床稳定性指标,探讨与边界阻力能耗率的相关性。以黄河下游高村至陶城铺河段为研究区域,采用实测资料、理论解析与数值模拟相结合方法,基于不同年份河道地形,计算出不同流量条件下的水力要素与边界阻力能耗率,分析河床形态调整过程及边界阻力能耗率响应,讨论了边界阻力能耗率与河床稳定性关系。结果表明:边界阻力能耗率沿程均值和波动强度随着流量增大而增大;阻力能耗率随着过水面积或宽深比呈先减小后增大趋势,且与河床稳定指标呈正相关关系,但能耗率趋近最小值时,河床也可能发生下限失稳。通过优化河床断面形态,维持河床稳定情况下寻求边界阻力能耗率最小,能够提高河槽的输水输沙能力。