轻小型地面雷达近实时冰凌监测技术

加强对黄河凌汛的监测与预报,对于防凌工作的安排与决策有着至关重要的作用。针对现场观察或者采用卫星遥感技术开展冰凌监测的缺陷,提出了一种基于轻小型地面雷达进行冰凌监测的方法,利用地形数据对雷达视频数据的帧图像进行地理校正,通过图像分割算法实现冰凌信息的自动提取。以黄河包头段为例,采用该方法提取冰凌信息并计算其密度,结果表明该方法合理有效、成本低,可快速完成冰凌监测任务。     

虚拟现实技术在冰凌可视化模拟中的应用

冰凌的可视化模拟技术是冰凌监测和预警的重要手段,本文采用虚拟现实技术,通过水动力场与冰凌运动场的耦合,构建冰凌三维模拟模型.虚拟出冰盖表面鼓涨场景和不同流凌量时的冰水流三维场景,为深入分析冰凌运动规律提供了技术支持.     

黄河冰凌监测技术研究进展

该文介绍了黄河冰凌监测的三大主要技术手段：遥感监测、地球物理监测和计算机模拟预报。遥感监测范围大,时间分辨率高,其中以MODIS光学传感器在黄河冰凌监测中应用更为普遍;地球物理监测实时性强、监测成本低、监测精度高;计算机模拟预报技术反演能力强,但对历史数据依赖性强。通过三大技术手段的整合与综合运用,可以显著提高黄河冰凌监测和预警能力。     

基于遥感-地电耦合模型的黄河冰凌特征识别与提取技术

该文选取黄河下游济南段,以遥感监测和地电探测为技术手段,提取黄河冰凌影像,结合地电测试的监测断面,基于计算机平台构建耦合模型,建立黄河冰凌立体监测网络。     

基于HJ-1 CCD数据的黄河宁夏段凌情监测方法

凌汛给沿河居民生命财产安全带来隐患,利用遥感技术开展凌情监测对防灾减灾工作具有重要的现实意义。针对冰凌遥感监测业务中存在的易受多种地物影响、自动化程度低、精度低等难题,基于HJ-1CCD数据,在主要地物光谱特征和影像特征分析的基础上,采用决策树分类算法自动识别冰凌,总体精度为92.38%,kappa系数为0.7249。2012年、2013年黄河冰凌发展关键期的监测实践表明,HJ-1CCD数据为冰凌监测提供了一种稳定有效的数据源。     

黄河冰凌测报系统研究与设计

黄河冰凌测报系统采用了不同介质电阻特性存在差异的检测原理,以冰层厚度传感器作为信息采集装置,采集空气、冰与水的电阻值,实现对黄河河道冰凌的实时监测。冰层厚度传感器同时采集电压信号与温度信号,电压信号经过分析处理转化为冰层厚度,温度信号则用作辅助判断。通过选择合理的冰层厚度判断算法对采集数据进行分析计算,可得到冰层厚度、水位以及水温等数据信息,并通过GPRS数据通信模块将信息上传至监控中心。应用结果表明:该系统实现了对黄河河道断面冰层厚度的实时监测及冰下水位的在线测报,效果良好,为黄河的防凌汛工作提供了大量的基础数据,适用于黄河防凌抗灾工作。     

基于数字图像处理技术的冰凌参数识别方法

基于黄河防凌远程视频监视系统现场采集到的视频影像,采用图像识别的方法提取黄河沿岸关键冰凌参数,包括密集度及流速.对于冰凌密集度的提取方法,是先将摄像设备取得的视频变为单帧图像,然后对单帧图像进行二值化处理,利用图像分割技术得到冰凌所在区域,最后统计得出冰凌的密集度;对于冰凌流速提取,是用摄像设备取得视频图像序列,利用稠...     

基于MODIS的冰凌监测预报系统的实现

将GIS技术和RS技术结合起来运用到黄河防凌中,设计并开发基于MODIS的冰凌监测预报系统。重点阐述该系统的总体设计、数据处理和系统核心功能实现。该系统可进行冰凌的实时监测、凌情的预测以及黄河流域区域地形的DEM分析,为实时监测凌情和预测险情等提供相应的服务。     

黄河上游河段冰凌预报模型

根据黄河上游大型水库运用后宁蒙河段水文，气象等方面的实际观测资料，按照冰凌的物理成因，系统分析上游河段冰凌的变化特点及生消演变规律，选取与预报因子有密切关系的各种因素进行统计分析遴选，以热量平衡、水量平衡原理为基础，采用数理统计多元线性回归分析的方法进行分析计算，分别建立了黄河上游河段封冻，解冻，解冻最高水位，解冻最大凌峰流量等预报统计模型，可直接为宁蒙河段防凌和上游龙羊峡，刘家峡水库防凌调度服务     

“冰凌输沙”问题浅议

叙述了冰凌输沙的表现形式和其形成原理及水文特征，并简要地分析了其所形成的危害。     

加厚冰盖渗流对渠道输水能力的影响

输水渠道冰期输水能力日益成为工程运行管理、学者研究关注的焦点。输水能力的研究不能仅仅局限在正常输水期(明流期和封冻期),还应该考虑非常工况下工程的输水能力,比如流凌期的输水能力。普遍认为流凌期输水能力将可能成为束缚冰期输水能力的瓶颈。为提高流凌期输水能力,可以采用加厚冰盖下的输水方式运行。通过理论分析和物理模型试验相结合的方法,针对加厚冰盖渗流对输水工程冰期输水能力的影响进行了研究,结果表明:由于结冰期加厚冰盖孔隙率较大,其渗透系数大于融冰期加厚冰盖;冰凌形状系数t/L对加厚冰盖渗透系数影响较小;随着冰厚的增加,加厚冰盖渗透系数逐渐减小,尤其当冰厚小于0.1m时,渗透系数衰减迅速;随着渠道总流量的增加,加厚冰盖渗流量相应增大,但是渗流量在总流量中的比重却随总流量的增大而减小;加厚冰盖渗流在渠道输水流量中所占比重很小,一般情况下,对输水渠道冰期输水能力的影响可以忽略不计。     

融冰期加厚冰盖糙率物理模型试验研究

流凌期输水能力可能成为制约输水工程冰期输水能力的瓶颈,而流凌期允许冰凌下潜,采用加厚冰盖下输水方式运行可以有效提高工程输水能力。加厚冰盖糙率的合理选择直接影响加厚冰盖形成后渠道水位和过流能力计算的正确性,但是加厚冰盖的糙率受到多种因素的影响,见刊的实测资料中,其糙率分布范围很宽。现以冻结模型冰为试验材料,以南水北调中线工程总干渠为原型,通过物理模型试验研究得到:输水渠道融冰期加厚冰盖形成初期糙率约为0.029,以供南水北调中线工程冰期输水调度和冰害防治提供参考。试验研究同时表明:水力加厚冰盖底面的最大水流弗劳德数取值0.09是合适的;力学加厚冰盖前缘都是水力加厚类型的,其长度大约与水面宽度相近;力学加厚冰盖形成和发展的过程是这样的一个循环:前缘发展→推挤增厚→前缘发展。     

寒区工业取水口防冰工程新方法的研究

寒冷地区火、核电厂的取水口或取水流道在严冬季节易受到冰块或水内屑冰堵塞，电厂将因取不上水或取水量不够而被迫停产或减负荷运行。本文探讨利用电厂自身排出的含水量废热的温排水缓解取水口及取水流道上的冰情，给出了温排水的融冰能力估算方法，并以我国丹东电厂温排水缓冰工程为例进行了试验研究，所得结论可用于寒带地区的火、核电厂及其他工业用水的取水口工程的防冰、缓冰设计。     

输水渠道冰盖增厚物理模型试验相似律研究

随着南水北调中线工程冰期输水相关问题研究的深入,理论研究成果亟需物理模型试验和原型观测数据的支持和验证,由于原型观测难度较大,且影响因素不可控,物理模型试验方法成为解决冰水力学问题的有效途径。现在国内外学者开展冰水力学模型试验的成果基础上,结合冰水力学理论研究成果,对以冻结模型冰为试验材料的输水渠道冰盖增厚物理模型试验相似律展开研究,并通过物理模型试验进行了验证。研究表明:冰凌下潜临界流速的比尺为λ0.5,水力加厚冰盖沉积厚度的比尺为λ,均遵循重力相似准则;对于力学加厚冰盖,由于冰凌黏结力不遵循重力相似准则,结冰期需设法控制黏结力;融冰期可按照重力相似准则设计,但需控制环境温度在结冰点以上,以减小冰凌间的黏结力;因此输水渠道冰盖增厚物理模型试验宜采用冻结模型冰为试验对象,试验应按照重力相似准则进行设计。     

水库库尾冰塞壅水计算方法研究

通过对水流挟冰花能力建立的冰塞壅水计算方法的研究,对有实测冰塞观测资料的万家寨河段率定的经验公式的经验系数进行了分析,找出了与河段平均比降、断面宽、综合糙率的相关关系,进而推求了无实测冰塞资料的海勃湾河段的冰塞壅水水面线,并从冰塞图形、计算成果两方面论证了成果的合理性。     

寒冷地区水利水电工程施工期冰问题及对策

本文根据寒冷地区水利水电工程施工期所遇到的冰问题，提出了相应的时策，为以后类似工程施工期安全渡凌提供了分析思路争可供借鉴的工程措施及非工程措施。     

南水北调中线2014~2015年度冬季冰情原型观测

2014年底,南水北调中线干线工程全线正式通水,冬季冰期输水面临渠道结冰问题。为研究中线干线冬季冰期安全输水问题,于2014~2015年度冬季开展了冰情原型观测,获得了冬季冰期输水的水力参数、气象参数和冰情特征等第一手现场数据,掌握了暖冬气候条件、小流量输水工况下中线干线结冰、封冻和开河过程的基本规律。为中线工程冬季安全输水运行积累了经验,可为制定冰期调度方案和编制防凌减灾措施提供依据。     

南水北调中线工程渠道防冻胀设计中的几个问题

南水北调中线工程由南向北，从气候温和区走向寒冷区。在寒冷区，输水总干渠及其下级分于渠每年冬季都将遇到渠床冻结、渠道冰凌对渠道工程的冻害和冰害问题，严重影响调水的输水安全。因此，在工程设计、施工和运行阶段，必须搞好防治冻害和冰害的工作。针对河北省的冻害、冰害特点，依据有关规范和资料，阐述渠道工程防治冰冻害的重要性及其工程和非工程措施。     

河流水文学若干研究领域的回顾与展望

就 2 1世纪的产汇流理论、流域定量地貌、河流洪水、河流泥沙、河流热状况与冰情、河流资源利用、河流水质与河流生态环境等河流水文学主要研究领域的发展前景作了初步的展望 :要进一步揭示不同气候和下垫面条件下的产汇流规律 ,研制预测功能强的流域水文模型 ,发展和应用数字流域 ,深入揭示复杂条件下的洪水运动规律 ,提出高精度的分析计算方法 ;水流动力学与泥沙动力学相耦合的产沙计算方法将得到实际应用 ,河流输沙机理将进一步被揭示 ;继续探索河冰形成及河流冰情变化的热力学和水力学机理 ,完善冰凌数学模型 ,进一步揭示河流水流挟带污染物质的运动机理 ,完善水质模型 ,提高计算精度 ;要采用多学科综合的手段 ,深入探讨人类活动对河流生态系统的影响