一种斜拉翻斗式自记流量测定仪

介绍了一种基于翻斗法量水的自记流量测定仪,该测定仪构成主要包括翻斗式流量传感器、机械脉冲发生器和计数器3部分,其创新点在于,通过自行设计的新型机械脉冲发生装置,将在纺织行业普遍应用的机械式累计数器成功的应用于流量的测定中,该测定仪最大的特点是无需任何动力。抗干扰能力强,特别适合野外工作．     

国外SAPS泵站新技术应用特点

SAPS泵站设计中进水流道采用喇叭口并在底板设导流墩的方式;出水流道采用虹吸式并配以真空破坏阀断流方式;还采用了技术先进可靠的水位监测、流量及水量监测计量装置等新技术新设备。这些新技术、新设备及设计模式,可供大型水泵站设计参考。     

一种新型渠道量水设备——便携式自动测量量水计

本文介绍的便携式自动测量量水计是一种适合于低水头、小流量并能巡回观测渠道瞬时流量和某一时段内累计水量的新型量水计,该量水计由喷嘴式节流板、计数仪表、浮筒与导向装置,以及橡皮充气阻水器等四部分组成。其量测的基本原理是:当把喷嘴式节流板垂直插入渠道中,由于节流板的阻挡,使水流淹没喷嘴并且只能从圆形喷嘴通过,同时,在节流板的上下游形成一定的水位差,当喷嘴形式和断面面积已确定时,圆形喷嘴的过流量只与节流板两侧的水位差变化有关,上、下游的浮筒在导向装置的引导下,迅速将水位差的信息传递给计数表,再经过计数表中的凸轮转换成相应的瞬时流量。此外,计数表中还有一套机械积分计算系统,通过它可得到时段累计水量。试验证明该量水计的量测精度是较高的,在晋祠灌区使用中取得了较好的效果。     

黄河水量统一调度与调水调沙对河口的生态水文影响

从具有生态学意义的流量、频率、出现时间、持续时间和变化率等5种水文要素出发，采用水文变化指标体系定量评估了黄河水量统一调度与调水调沙对河口段生态水文情势的影响，讨论了河口环境水流需求以及调水调沙后水文情势对环境水流的满足程度。研究结果表明，与水量统一调度前相比，水量统一调度与调水调沙后利津断面水文情势有所改善，年极小值流量明显增加，但是水文过程变化率降低，洪水漫滩过程消失，水文过程趋于平缓。目前河口段水文情势能够满足枯水期适宜生态流量需求，汛前4—5月关键期无法满足适宜生态流量与流量脉冲过程，汛期除缺乏洪水脉冲过程外，基本能够满足高流量输沙需求。     

底座式多普勒测流仪在渠道自动监测中的应用

为解决渠道流量在线实时监测问题,依据声学多普勒频移的物理原理,开发了底座式IQ渠道流量自动监测系统,实现了流量数据实时自动采集,并通过GPRS等信道传送到中心站。中心站可对数据进行分析、处理、存储、转录、发布以及远程实时查询流量、工作状态、时段水量等。以云南牛栏江-滇池补水工程输水线路末端站为例,介绍了系统的工作原理、安装测量过程,分析了其监测精度。结果表明,与美国SONTEK公司的M9走航式声学多普勒水流剖面仪相比,IQ系统的测量误差在±5%以内,最大误差为-6.71%,系统误差为-0.9%,满足相关规范要求。     

信息博览

明渠流量测量装置 一种简易方便的手持式明渠测流装置已经在英国投入使用。这种测流装置采用转浆式的流速传感器。备有一根伸缩式的工作杆,所测的流速和流量值由显示器以数字形式直接显示,这种测流杆既可测量溪流、管道、沟渠的流量,也可测量河流的流量。进行水流测量有两种操作方式,一是在小的溪流沟渠和管道中,只需将传感器探头平稳而且均匀地通过水流断面,另一是在大的溪流或河流中,可以沿数条铅垂线选定一些测点进行测量,得出断面平均流速,并从而确定水流的流量。     

预埋式注灌装置充水过程水力特性数值模拟

为了解预埋式注灌装置对土体局部冲刷的原因,采用k-epsilon Realizable湍流模型和VOF多相流模型相结合的方法对在进口压强P=13.8 kPa这一物理试验工况条件下预埋式注灌装置充水过程中的水气二相瞬态流动进行数值模拟,模拟结果表明:在该工况条件下,0～0.9 s时段预埋式注灌装置出水流道内的水流为瞬变流,出水流道内压强大小随时间产生剧烈波动。各监测点的瞬时压强均大于进口压强,最大压强值是进口压强的3.27倍。出水孔流量变化规律与压强随时间变化规律一致,压强峰值对应瞬时流量峰值,为充水过程结束后恒定流出流量的1.66倍。充水过程中出水流道内反复出现的极端压强使孔口出流流量瞬时陡增,造成出水孔周围的局部土体严重冲刷。研究成果可为优化预埋式注灌装置结构体型,减少出流对果树根区土体冲刷提供指导,对预埋式注灌装置在干旱区节水灌溉领域进一步推广提供技术支撑。     

箱涵式泵装置的数值模拟研究

采用基于CFD数值模拟计算研究箱涵式泵装置的水力性能,对泵装置不同流量工况点进行数值计算并分析。结果表明:在设计工况下,泵装置运行效率较高,最高效率可达到70.04%,对应的扬程为1.736m,最高运行扬程与最优运行扬程比值达到2.3,说明了该箱涵式泵装置非常适用于扬程变化较大的泵站,同时进水流道的水力损失随着流量的增加而增大,出水流道的水力损失随着流量的增加先减小再增大,在设计工况附近出水流道水力损失最小。     

基于单翻斗的管口渗流量仪研究及应用

在国家发明专利的基础上,对翻斗式管口渗流量仪的结构、工作原理进行了阐述。该仪器能实现流量小于1 L/s的自动化测量,单翻斗设计提高了测量精度及使用寿命,纯机械结构避免了零点漂移,室内检测表明其测量精度高。5年现场应用表明,翻斗式管口渗流量仪监测成果与人工观测成果一致,两者的差值符合正态分布规律,平均离散程度较小。翻斗的工作容积决定了仪器的分辨力,使用过程中减小水流冲击、避免翻斗表面积钙等,有利于提高测量精度。     

矩形水柱瞬间溃塌水流演进特性

水库大坝溃决水流在一定程度上可以概化为矩形水柱瞬间溃塌水流,通过建立重力作用下矩形水柱瞬间溃塌的数学模型,模拟研究矩形水柱瞬间溃塌的水流特性,并基于量纲分析法得到了溃坝过程中坝址处的流量公式,对比分析了不同深宽比时坝址处流量的变化过程。研究表明:当深宽比相同时,坝址处的流量变化规律一致;当深宽比不同时,峰顶流量随着深宽比的增大而减小,且其出现时刻延后。同时,在此基础上推求得到了基于深宽比的坝址峰顶流量公式及峰顶流量出现时刻公式,得到了公式中峰顶流量系数及时间系数与矩形深宽比n的关系。研究结果可为溃坝水流问题的研究提供借鉴。     

Influence of systematic errors from tipping bucket rain gauges on recorded rainfall data

Tipping bucket rain gauges (TBR) are widely used in urban hydrology. The present study investigated the uncertainties in recorded rainfall intensity induced by the following properties of the TBR: depth resolution i.e. the bucket volume, calibration parameters, wetting and evaporation losses and the method of data recording (time between tips or tips per minute). The errors were analysed by means of a TBR simulator i.e. a simulation program that models the behaviour of a TBR. Rainfall data disaggregated to 6 seconds from measured 1-min data and randomly varied were taken as input to the simulator. Different TBR data series were produced by changing the properties of the simulated rain gauge. These data series together with the original rainfall events were used as input to a rainfall-runoff model. Computed overflow volume and peak discharge from a combined sewer overflow (CSO) weir were compared. Errors due to depth resolution (i.e. the bucket size) proved to be small. Therefore TBRs with a depth resolution up to 0.254 mm can be used in urban hydrology without inducing significant errors. Wetting and evaporation losses caused small errors. The method of data recording had also little influence. For larger bucket volumes variable time step recording induced smaller errors than tips per minute recording.     

水工抗震学科国际科学技术发展动态跟踪

结合国内水工结构抗震研究的发展,对近年发表于相关领域的国际期刊杂志的工程抗震研究最新发展进行调研。伴随实际强震、近震地震动记录及震害资料的不断丰富,工程抗震研究也得到了不断深入,近期国内外在工程抗震的关注点主要包括基于性能的抗震设计、设计地震动参数的确定、近断层地震动的脉冲特征、地震动持时对结构地震损伤的影响、增量动力分析、混凝土大坝开裂后的动力稳定、地震动时空非均匀性对拱坝地震响应的影响等方面,本文对上述关注点进行了概括总结。     

关于翻斗式雨量传感器误差检定的思考

翻斗式雨量传感器是一种水文、气象观测仪器，它对自然界降雨的测量误差将直接影响雨量数据收集的精度。由降雨强度不确定性而造成的误差是动态过程引起的，是进行误差检定的主要内容。通过分析目前安装在野外使用的翻斗式雨量传感器检定方法的不便，提出了适用野外模拟大、中、小雨强检定的新方法。     

气候变化和水利工程对丹江口大坝下游水文情势的影响

采用变化范围法划分不同影响期,并对丹江口下游的黄家港站1965—2017年水文情势的变化趋势进行评估。结果表明:丹江口大坝蓄水使下游河道枯水期的流量增加,丰水期和平水期的流量减少;气候变化引起的降雨减少使各月份的月中值流量和年极大值流量减少,低流量脉冲次数增加;梯级大坝的修建使黄家港水文站受回水影响,月中值流量和年极小值流量增加,发生时间提前。受南水北调中线工程调水影响,月中值流量和年极小值流量大幅度减少,高/低流量脉冲次数增加。不同时期影响造成汉江中下游水文情势的波动,并影响了汉江中下游水生态系统的稳定性。     

黄河下游平滩流量对来水来沙变化的响应

本文探讨了平滩流量对来水来沙的滞后响应规律,发现平滩流量不仅与当年的水沙条件有关,而且与前期水沙条件有关,是一定时期内的水沙条件累积作用的结果。当采用滑动平均值来反应前期水沙条件的累积影响时,得出平滩流量与滑动平均汛期流量和滑动平均来沙系数的相关程度分别在4年和5年时达到最大值。据此建立了能够反映来水流量和来沙系数前期综合影响的平滩流量计算方法,可以用来估算黄河下游主要测站平滩流量随水沙条件的变化。     

基于紫外脉冲法的非接触式低值（零值）绝缘子在线监测系统

目前低值（零值）绝缘子检测手段主要有电压分布法、电晕脉冲法、红外热像测温法及超声波法等，但均有一定的不足。文中提出了全新的紫外脉冲法：当线路上存在低值绝缘子时会造成绝缘子串电压分布改变，从而使绝缘子串的放电脉冲数目增加，并引起放电紫外光脉冲的相应变化。在线路杆塔上加装根据文中方法研制的监测装置，对绝缘子串放电脉冲引起的紫外光的185 nm~260 nm（日盲区）部分进行连续在线监测，分析紫外脉冲的变化，可以发现低值（零值）绝缘子。由紫外脉冲法构成的绝缘子监测系统，不需和绝缘子接触，检测距离可以远达4 m以上，适用于线路绝缘子在线监测。文中方法经过了110 kV线路的实验验证，证实了检测效果。     

黄河下游低含沙洪水的冲淤特性兼论艾山-利津河段不淤临界流量

黄河下游上、下河段河道形态迥异,同流量输沙能力上段大,下段小。观测表明一定流量的低含沙洪水,就全下游来说可以产生冲刷,但对下段(艾山以下)来说往往发生淤积。本文通过实际资料分析了下游河段的排沙比关系及不同来沙条件下泥沙冲淤强度等规律,并利用下游低含沙水流挟沙力关系,深入分析了艾山—利津河段不淤临界流量。结果表明这段河道不淤流量不仅与来水含沙量有关,还与河口段淤积延伸对艾山—利津段水面比降有顶托作用有关。     

水流移床力及河道运动力学的初步探讨

本文首次提出了水流移床力和河道运动力学的概念，并建立了水流移床力与流量脉动强度的关系。水流挟沙力是水流挟带泥沙通过河道的能力，而移床力则是水流改造河道的能力。非恒定流输沙使水流具有移床力，因而造成河道运动。研究发现，流量脉动强度愈大，移床力也愈大。不同频率的脉动对移床力有不同的贡献。在缺少河道实测运动资料的情况下，可以利用流量脉动能谱算出修正系数k推算实际水流移床力。由移床力与流量脉动的关系可以推论，水流脉动强度愈大，河道愈不稳定。利用水流移床力公式，可以计算和预测河道运动的速度和距离。     

竖井进流水平旋流式内消能工的空化特性

竖井进流水平旋流式内消能工是一种泄流能力强、消能率高、可节省总工程投资的新型消能工。运用这种新型消能工将施工导流洞改建为永久泄洪洞是解决高坝水力设计中泄水建筑物的安全和消能问题的新途径。本文对该种消能工的空化特性进行了试验研究，给出了旋流器收缩比为０．３５时的空化基本特性，并提出在起旋器升坎后直接补气是减免起旋器升截后空化的一项有效措施。     

Effects of reservoirs on seasonal discharge of Irtysh River measured by Lepage test

The Irtysh River is an intemational river partially joining the territories of China, Kazakhstan, and Russia. Cascade reservoirs have been constructed in the upper reaches of the river and their effects on the seasonal discharge of the middle and lower reaches were analyzed considering the mean and dispersion of the seasonal discharge. The Lepage test, which is a nonparametric, two-sample test for detecting location and dispersion, was used to measure the significance of difference between the pre-dam and post-dam seasonal discharge. The results show that the reservoirs＇ effects on the seasonal discharge varied with the season. In the middle reaches of the river, the summer and autumn discharge decreased significantly and their inter-annual variabilities also decreased significantly. The summer and autumn precipitation over the Irtysh River Basin changed little before and after the operation of the reservoir, which indicates that the discharge changes mainly due to water storage of the reservoirs. The reservoirs store water in summer and autumn and store more water in a wet year, which leads to the reduction of the mean and dispersion of the summer and autumn discharge. The winter discharge increased significantly because the reservoirs released water for power generation. The spring discharge changed slightly. In the lower reaches, only the winter discharge increased significantly, and the other seasonal discharge changed slightly. The reservoirs＇ effects on the seasonal discharge are more significant in the middle reaches than in the lower reaches.