畅流期不同水深流速测点分布对垂线平均流速的影响

本文时畅流期不同水深、不同悬吊仪器方法对各种流速测点分布引起垂线平均流速误差的规律性进行了理论分析。     

冰情影响河段测流方法研究

正确确定河道流量对于研究寒冷地区冬季河渠道的冰情具有重要意义．对于渠底坡度一定的冰情影响河道，即使流量一定，流动阻力增加引起水深增加，导致敞流期量测得到的水位～流量关系改变，需要重新考虑测流垂线上测点选择．为了减少量测时间、成本及恶劣天气条件下工作不便，通常并不细测垂线流速分布，而只施测少数几个点，同时利用垂向测点流速和平均流速之间关系估计平均流速．测点选择不当往往造成很大误差．本文在传统二点测流法基础上，推导得到用于确定垂线平均流速的任意二点测流法，并应用原型观测资料进行了验证。     

宽窄复式河道水流运动特性的试验研究

在分析水槽试验资料的基础上，首次对宽窄复式河道的滩槽过流能力、断面平均流速、垂线流速及横向分布等水流运动特性进行了研究．研究结果表明，宽窄复式河道的主槽流量随着滩槽宽度比的增大而减小，滩地流量随着滩槽宽度比的增大而增大；水流发生漫滩之后，随着水深的增加，主槽流速先减小后增加，滩地流速不断增加，二者的变化幅度与滩槽宽度比有关；在大部分区域内垂线流速偏离对数分布，主槽一般偏小，滩地偏大；垂线平均流速沿横向分布与一般复式河道相似，但滩槽流速差别减小．     

管袋堤坝在深水水流作用下的稳定性试验

通过水流作用下管袋堤坝的稳定性模型试验,对边坡系数m、坝高Dc、坝顶宽度L以及水深H对管袋堤坝稳定性的影响进行了研究。选用1.0,1.5,2.0,2.5共4种边坡系数,10 cm,14 cm,18 cm等3种模型坝高,11 cm,15 cm,19 cm,23 cm等4种模型坝顶宽度以及25 cm,30 cm,35 cm等3种模型水深进行研究。试验结果表明:边坡系数或坝顶宽度增大时,临界垂线平均流速增大;坝高与水深比增大时,临界垂线平均流速减小;坝顶宽度增大时,临界作用流速增大;其余几种因素对临界作用流速的影响不显著。     

悬移质积点测量的修正

一、缘由 目前我国悬移质测验常用积点法,测点多少随水深情况而异,如黄河下游常用一点法、三点法和五点法.这样由少量测点计算出来的垂线平均含沙量及垂线平均输沙率与真值之间就会存在差异.钱宁和万兆惠早在1956年就对此问题进行了研究,并提出了对     

探求垂线测点流速关系的新方法

通过分析走航式ADCP测得的数据,得出同条件下的水面系数与河道经验值相符,其结果可以应用,进一步证明了ADCP垂线测点流速与垂线平均流速之间的相关性,从而可以推求走航式ADCP垂线各测点流速与垂线平均流速的相关关系,这种方法不仅节省人力、物力和时间,而且给我们以后水文的工作探索又添了一种新途径。     

松江水文站桥测0.2垂线平均流速实验系数分析

通过松江水文站垂线平均流速与0.2相对水深流速资料的相关分析,推算出了0.2垂线平均流速实验系数。当流速较大实测深水流速有困难时,可仅测相对水深0.2处流速。算得流量与0.2垂线平均流速实验系数乘积即是松江站相应流量。     

样本容量对明渠垂线流速分布对数公式拟合的影响

针对明渠垂线流速分布测量样本容量对对数公式拟合的影响问题,通过水槽试验,应用激光多普勒测速仪,在0.2倍水深内布设110个点进行垂线流速测量;按相对等距原则,从110个测量数据中共生成11组不同样本容量的流速系列进行统计分析。结果表明:试验测得的垂线流速分布符合对数公式;对数公式拟合所得的摩阻流速、积分常数及其统计变量相关系数和变差系数随样本容量大小的变化而变化,当样本容量逐渐变大时,渐渐趋于稳定,符合统计理论的大数定律;合理反映垂线流速分布变化的试验,其测点需要一定的样本容量;试验得到的垂线流速在间距分布比较均匀的条件下,0.2倍水深内所需样本容量为50左右。     

计算垂线平均流速的另一途径

流速是水文的基本要素之一。它的准确与否直接影响其它与之有关的推算量。这里主要谈一下垂线平均流速的计算问题。我们知道,流速与水深是相关的,在同一垂线的不同深度上,流速是不同的,一般表达为v=f(h),式中h为水深;v为与h对应的流速。这个表达式只说明一般的相关,无确切的相关形式,故在实际上无法用此式去计算任意深度处的流速,也无法计算精确的垂线平均流速。     

长江防洪实体模型垂线流速相似性研究

根据实测资料 , 采用3点法、5 点法对比计算分析了原型和长江防洪实体模型的垂线平均流速两者间差异,同时比较分析原型与模型流速沿水深分布偏离程度。采用明渠对数流速公式探讨了模型变态后流速沿垂线分布的规律,在此基础上提出了长江防洪实体模型垂线平均流速与相对水深某位置处点流速的关系,观测资料分析表明,模型相对水深为 0.6 处的点水深处流速与垂线平均流速基本一致。     

南水北调中线明渠流量测验分析

南水北调中线渠道河底比降小,流速慢,测验精度要求较高。通过数据分析,找出影响测验的问题,并提出了对断面布设、起点距定位、水深测量、流速垂线布设、测点定位和计时装置等控制措施来提高测验精度;以满足南水北调精细调水的需要。     

龙口下游水深对截流难度的影响

葛洲坝和三峡水利枢纽工程,其截流水力学指标在当时国内甚至国际截流史上都是前所未有的,认为这与龙口下游较大的水深有关.试验研究结果显示,龙口下游水深 ht 与龙口上下游落差z有密切关系,ht的增大可使相对落差z/ht明显减小,z/ht的减小有利于抛料在戗堤前沿冲刷面的稳定;同时,龙口下游水深的增加,能有效降低河槽底部流速和垂线平均流速,而抛石重量对流速的变化非常敏感,流速的降低,可使抛石重量大大降低,从而降低截流难度.     

多路水深流速自动采集系统设计与应用

针对河工模型试验中多点流速自动测量的需要,设计了一种多点水深流速同步自动采集系统。系统由计算机通过RS485总线与多台水深流速仪相连,组成多点水深流速自动测量。水深流速仪能够自动测量当前水深,并根据测得的水深和规定的测量法则,如1点法、3点法、5点法等,自动对流速传感器进行垂线定位和流速采集。系统通过串行通信方式控制各台水深流速仪,实现各垂线流速的同步测量、数据传输、显示、保存和查询功能,并能自动生成需要的测量记录报表。该系统显著提高了模型试验断面流速测量的效率和水深测量与定位的精度。     

长江口徐六泾站潮流测验资料分析方法探讨

在大量实测资料的基础上，对潮流测资料进行了初步的分析和探讨。方法是依据全潮测验的全过程资料，对垂线平均流速组合优化，分析垂线流速阴潮痊变变化的分布形态，从而建立不同相对水深的点流速与垂线平均流速的关系，为点线换算提出定量数据，进而建立垂线平均流速与断面平均流速关系并推算潮流量。     

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。     

弯曲河道内水深和流速平面分布的计算

本文在分析弯道切向垂线平均流速和水面超高的基础上,建立了弯曲河道内水深和切向垂线平均流速平面分布的计算公式.该公式比以往仅能给出流速沿径向分布的计算公式更为优越.文中对有关公式进行了实验验证,成果表明,计算值与实测值基本一致.     

复式河槽水位流量计算误差分析及方法对比

水位流量关系是推算水面线的重要依据。复式河槽的水流漫滩时,直接运用曼宁公式计算水位流量关系会产生很大的误差,并会出现流量随水深增加而减小的不合理现象,为此分析了复式河槽垂线平均流速的横向分布及曼宁公式中流量-水深函数的单调性,探讨了这种误差及现象出现的原因;然后以实测资料为依据,对比分析了以曼宁公式为基础的水平分割法、垂直分割法、对角线分割法、湿周修正法及权重分割法与传统理论方法(谢汉祥法、河槽协同度法)计算复式河槽水位流量关系的精度,进而讨论了改进后的曼宁公式在复式河槽中的适用性。结果表明,主槽与滩地的流速差使漫滩水流发生横向运动,并在滩槽交界处形成大量的动量交换,其作用机理完全不同于单一河槽,故曼宁公式不能直接应用于复式河槽;复式断面的水力半径增长率与湿周增长率满足一定的条件时,曼宁公式中流量-水深函数单调递减,漫滩初期流量随水深增加而减小;对比不同计算方法的结果发现,湿周修正法精度最低而不推荐使用;水平分割法、垂线分割法、对角线分割法及权重分割法的精度与传统理论方法接近甚至更高,因此这些改进后的曼宁公式能够较好地适用于复式河槽。由于对角线分割法在所有方法中精度最高且计算简便,故计算复式河槽水位流量关系时推荐采用对角线分割法。     

全值域有定义的对数紊流流速分布公式研究

目前,声学多普勒流速剖面仪垂线流速盲区插补只能采用指数流速分布、常数流速分布两种模式,而对数紊流流速分布公式是基于动量传递理论推导出的垂线流速分布公式,该公式因在边界处(y=0)没有定义而应用不便。基于此,从天然河道的河床是由泥沙组成的非固定边界的实际出发,提出在边界面上液体质点仍然存在混掺运动的假设,借助动量传递理论推导出全值域有定义的对数紊流流速分布公式。并且采用宜昌水文站4条实测垂线流速对公式进行拟合验证。结果表明：该公式拟合得到的误差有正有负,最大误差为-3.66%,精度符合水文资料整编规范要求。推导出的公式在垂线水深的所有值域内有定义,该公式可为声学多普勒流速剖面仪垂线流速盲区插补提供一种思路。     

黄河口首次进行同步水文泥沙因子测验

黄委会济南水文总站于一九八四年五月中旬,在黄河口地区进行第一次大规模同步水文泥沙因子测验。包括十三米水深以浅的滨海区,布设八个断面,十条垂线。参加这次测验调集了十二条机动船近一百人,同步连续观测三个昼夜。测验中使用394型高精度无线电定位仪定位,ZSX——Ⅰ型直读式流速流向仪测速和流向。共取得2772个测点流速、流向,1386个测点含沙量,1386个测点温盐度资料,还进行了水深、潮汐、气象、透明度、水色等项目观测。这是黄河口开展观测工作以来     

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。