超声波时差法在流量自动监测中的应用——以牛栏江-滇池补水工程为例

为解决牛栏江-滇池补水工程调水水量在线监测中存在的精度问题,依据超声波时差法的方法原理,结合该工程调水末端测验断面水文特性,采用8声路超声波传感器等设施设备实现前端数据采集,经超声波时差法流量模型计算实时流量,再通过GSM信道传送到中心站,对数据进行分析处理、存储、转录、发布,实现WEB远程实时流量、工作状态等查询功能。经2 a多的运行,系统正常稳定,其监测精度满足一类精度站要求,可为河渠人工规则断面流量自动监测提供参考。     

H-ADCP在流量自动监测系统中的应用

在贺江干流的古榄水文站应用现代化的水平声学多普勒流速仪研究流量自动监测系统,为在受水利工程影响河段建设声学多普勒流速仪在线流量自动监测系统提供可靠的分析成果。     

多声路时差法在牛栏江—滇池补水工程流量自动监测中的应用

为解决牛栏江—滇池补水工程调水水量在线监测问题,依据超声波时差法的方法原理,结合牛栏江—滇池补水工程调水末端测验断面水文特性,采用多声路超声波传感器等设备实现前端数据采集,经超声波时差法流量模型计算实时流量,再通过GPRS信道传送到中心站,对数据进行分析处理、存储、转录、发布,实现WEB远程实时流量、工作状态等查询功能。经两年多的运行,系统正常稳定,其监测精度满足一类精度站要求,可为河渠人工规则断面流量自动监测提供参考。     

奉化江北渡水文站H-ADCP流量自动监测设计

根据水平式声学多普勒流速剖面仪(H-ADCP)原理及工作特点,结合北渡水文站水文特征和监测需求,开展流量自动监测站的设计工作,论证在北渡水文站建立流量自动监测站的可行性。     

水利工程调度影响下流量在线监测技术应用研究

在长江上游水库调度的影响下,下游水文站流量变化频繁,采用常规方法难以准确测量到流量变化过程。为此,长江干流黄陵庙水文站利用水平式声学多普勒流速剖面仪(H-ADCP)进行了流量在线监测。介绍了在线监测系统的流量推算原理、信息采集系统结构以及实时信息处理过程。将H-ADCP实时监测结果与传统方法所测流量进行了对比分析,结果表明,其测量误差和随机不确定度均较小。     

声学多谱勒流速剖面仪流量测验精度分析

介绍了声学多普勒流速剖面仪测流技术的测流原理,并在黑河莺落峡水文站龙电渠测验断面与传统流速仪进行了对比测量。结果表明：①采用声学多普勒流速剖面仪测量流量,能够达到实时监测的目的,但在流沙河床、有磁场影响和水深较小的情况下测验精度不高,同时,在测量断面必须有桥或相应的牵引设备方可进行施测,使用时必须准确输入仪器工作所需的测量断面的有关参数;②采用声学多普勒流速剖面仪测量流量时,在平均水深小于2m的河流(或渠道)上,单元高度设置为10cm比设置为26cm的测验精度高;③测船航行速度越慢,往返测量的误差越小,流量测验精度越高,和流速仪法测量结果之间的系统偏差越小。     

基于实时自动监测流量的引排水量计算精简分析

随着科技的发展，水文测站逐渐实现流量实时自动监测。此时，如何在保证精度的前提下利用较少的流量监测数据进行引排水量计算是亟待解决的问题。为了研究在数据量相对较少、流量自动监测数据精度较高条件下的引排水量计算方案，根据镇江市谏壁闸水文站和九曲河闸水文站两个测站不同安装方式的定点式声学多普勒流速仪多年的实时流量自动监测数据，以5 min的实时监测流量数据为基准，按不同工况和不同时间间隔分别对两个测站2018～2020年流量数据进行引排水量计算并进行对比分析，评价引排水年总量和单次引排水量的计算精度，在满足规范要求的基础上，得到数据精简后的最大时间间隔分析成果。研究成果表明：以30 min时间间隔进行各类工况下的引排水量计算，其精度相对较高，能满足相关规范要求。研究结果可为沿江沿海引排水量实时自动监测数据的精简分析提供借鉴，并可用于水文资料整编和报汛。     

利用H-ADCP实现二河闸流量自动监测的可行性分析

为了论证二河闸利用水平声学多普勒流速剖面仪(H—ADCP)实现流量自动监测的可行性，简要介绍了H—ADCP测速原理，分析了二河闸水道断面面积、流速数学模型，得出利用H—ADCP实现流量自动监测是可行的。     

南宁站定点式ADCP指标流速与断面平均流速关系模型的建立和应用

南宁站通过定点式与走航式声学多普勒流速仪(ADCP)比测,经率定后,建立定点式H-ADCP指标流速与断面平均流速关系模型,以此关系模型应用到流量自动监测,实现南宁水文站定点式H-ADCP流量自动监测。     

时差法超声波测流系统在刘老涧泵站的应用分析

刘老涧泵站上游引河安装时差法超声波流量实时监测系统,以该流量监测系统为例,介绍时差法超声波流量计在大型泵站引河渠道中应用的工作原理、安装方式、流量计算方法等。从走航式ADCP与时差法超声波测流系统同步流量测验的比测结果看,结合泵站机组运行统计分析,该流量实时监测系统测得流量精度满足相关规范要求。在大型泵站流量测量中,该监测系统具备自动化和信息化优势,可较为明显地提高泵站各项监测能力,所获得的结果准确度更高,具备较高的应用与推广价值。     

U形渠道圆柱体量水槽研究

基于前人圆柱体量水槽测流原理分析，得出了底部为圆弧两侧为斜坡的U形渠道圆柱体量水槽的流量理论计算公式，提出其流量校正系数可以由相对能量(上游水头与底部弧段弦长之比)的函数求得，并根据试验资料建立了相对能量和相对流量(实际流量与计算流量之比)的无因次关系式。并在试验水槽中进行了标定，试验表明：相对能量和相对流量具有非常好的相关关系，量水槽的测量相对误差为3.78%，最大淹没度为0.84，量水槽的断面收缩比建议采用为0.57～0.69。该种量水槽具有结构简单，施工制作容易，可以拆卸，不产生淤积，使用方便。     

南水北调中线工程流量监测站点 倒挂数据清洗模型及应用

以南水北调中线工程为研究对象,针对调度运行中出现监测站点流量倒挂的数据异常现象,基于水量动态 平衡原理及区间流量最长序列法,构建流量监测站点倒挂数据清洗模型。以中线工程白河至黄金河河段为例,基 于模型清洗后的流量数据作为上边界条件,构建水动力模型进行验证。结果表明：清洗模型消除了流量监测数据 中存在的倒挂现象,提高了流量监测数据的质量,并发现节制闸流量监测设备存在的监测数据偏差及闸门调控的 干扰是造成该现象的主要原因;水动力数值模拟的闸前水位平均绝对误差减少 0.075?7?m,均方根误差减小 0.089?5 m,清洗后的流量数据在数据空间的逻辑性、一致性等方面优于实测流量数据。     

雷达波自动测流系统设计与应用

人工方式水文测流工作效率低、时效性差、安全风险大、成本高。因此,开发无人值守自动测流系统十分必要。基于自动化控制理论开发了自动测流系统。系统以非接触式雷达波流速仪作为水面流速测验传感器,利用简易双轨缆道将雷达波流速仪移动到设定垂线水面上方施测水面流速,同时实时采集水位数据,实现了河道水位、流量的实时自动监测。该系统可全过程自动控制测流,具备较强的差错控制能力和良好的系统辅助管理能力,很好地解决了无人值守条件下中小河流、山区性暴涨暴落河流流量自动测验的难题。     

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。     

雷达水位计在拉贺练水文站的应用分析

根据雷达水位计在拉贺练水文站的应用,分别与人工水尺、浮子式遥测水位进行比测分析,置信水平95%的综合不确定度为2.3 cm,系统误差为-0.2 cm,均小于水位观测标准规定的不确定度和误差,满足规范要求,比测结果合格,雷达水位计可正式使用,数据可用于报汛、资料整编及其他分析.建议今后在主槽变化快,水位井的进水控制难度大的新建站点或改造中,在相同经济条件下优先考虑雷达水位计     

喀麦隆曼维莱水电站无压引水系统瞬变流分析

针对喀麦隆曼维莱水电站无压引水系统明渠的过流能力及其水力瞬变流特性,基于明渠水流的基本方程,推导得到了相应的特征隐式格式算法以及边界条件,建立了长明渠引水式水电站瞬变流分析的仿真模型,并进一步结合工程实例揭示系统的瞬变流特性。与二维水力仿真分析成果进行比较验证分析,可知该水电站水库和压力前池水位差为1.06 m的情况下,引水明渠过流能力不足以通过4×112.5 m~3/s的额定流量。融合明渠的水力特性和压力前池的水位波动特性,水电站水力—机械系统调节保证计算参数的控制值均满足要求,其中明渠出口(压力前池)最高水位为392.362 m,低于相应的渠道末端顶高程394.270 m,满足布置要求。水电站水力—机械系统的水力干扰和小波动过渡过程均满足稳定性要求,且调节品质优良。研究成果可为工程设计和电站运行提供可靠的技术支撑,在合理选择前池容积的前提下,实现对渠道引水能力、渠堤沿线高度和前池最大水位波动的有效控制。     

渠道糙率率定误差分析

本文研究了渠道糙率率定误差与水力测量误差的函数关系。根据水力学原理,提出了计算渠道糙率率定误差的公式,然后计算分析了南水北调中线京石段应急供水工程实测流量、水深误差产生的渠道糙率率定的误差.得到重要结论:(1)微小的水力测量误差可能产生较大的渠道糙率率定误差,现有南水北调中线典型渠道原型观测糙率误差可达11%;(2)糙率的流量误差分量相对值与流量测量误差基本相同;(3)糙率的进出口水深误差分量绝对值非常接近,两者绝对值大小不仅与水深测量误差成正比,而且与渠道长度有关,当渠道过短时,糙率的水深误差分量将成倍增加。     

海水泵站流道非对称引水流态特性数值模拟分析

为探讨海水泵站流道非对称引水流态特性,基于OpenFOAM建立了某液化天然气接收站海水泵站流道数值模型,在利用实测数据验证的基础上,模拟计算与分析了对称和非对称引水时,流道内流速与紊动动能分布特征。模拟结果表明:海水泵站非对称引水时,水流进入前池后流速较大,在低水位下水流无法充分扩散,在流道入口处形成偏流,行进至海水泵前断面水流分布已基本均匀;非对称引水时,海水泵所在进水池各断面均匀性指数平均值高于对称引水工况,且各海水泵进水池的紊动动能平均值也小于对称引水工况;从过水断面流速分布均匀性以及紊动量级来看,非对称引水对水泵运行更有利。     

基于畦首水深和田面水流推进过程的畦灌流量反演方法

针对畦灌稳健设计中单宽流量难以实现无干扰测量的问题,研究入畦流量的反演方法。利用在中科院南皮生态农业试验站进行的灌水试验数据,采用两点法估算入渗参数,引入地表储水形状系数和地下储水形状系数,根据畦首水深和水流推进的数据,估算了畦田的单宽流量。与实测单宽流量相比,N1、N2、N3号畦田的相对误差分别为13.27%、8.02%、11.24%。结果表明:该方法用于畦灌稳健设计中单宽流量控制误差调查是可行的。