水库水量平衡计算中消除水位跳变影响的过滤算法

水量平衡算法广泛应用于水调系统中入库流量计算,但其计算结果受库水位影响较大,常因库水位波动而产生锯齿状震荡。对常用入库流量震荡问题处理方法进行了比较,并对库水位跳变引起的入库流量计算影响进行分析,提出了基于水量平衡的库水位跳变过滤算法。该算法以当前水位最大设计出库流量作为基准,利用水量平衡模型反推时段最大水位下降幅度,从而判别新水位值是否属于异常跳变。该算法判别阈值可根据水库特性和水位值自适应变动,使异常判别更为精准。以槟榔江三岔河水库为例,分析了该算法对库水位跳变处理过程及入库流量计算成果。结果表明,该算法能有效过滤小幅水位下降异常跳变,减轻入库流量锯齿震荡。     

变速过滤的自然调节

一、变速过滤池组的水量水位变化及其自然调节滤池有等速过滤和变速过滤两种工作方式。变速过滤,就是随着滤层逐渐被堵塞滤速不断减小的过滤方式。滤池的自然调节,是指对进、出水流量和池内水位不加控制的调节方法。在恒定水头作用下,重力式滤池的滤速变化,可用下式表示     

洪水条件下堤坝孔隙压力变化的数值模拟

针对利用数值模拟因洪水波的增减而导致堤坝变形和孔隙压力变化发展的可能性进行了讨论。利用FLAC 2D软件对由两个组合堤坝组成的现场试验蓄水库进行数值模拟,该堤坝采用不同过滤系数的均质黏性材料建造,对4个监测点上计算和实测的孔隙压力变化进行分析。结果表明,水位在96 h内上升至4 m,在120 h内水位下降。计算和实测的孔隙压力随时间的变化特征相似,并且计算和实测的孔隙压力最大值几乎相同。唯一的区别是,与数值模型相比,试验堤坝对水位升高变化的响应延迟更大,这可能与堤坝渗流过程中的过滤侵蚀效应有关。     

卡尔曼半自适应滤波水位实时预报模型研究

在对河道水位计算方法和线性化后的矩阵方程研讨的基础上，组成了卡尔曼滤波的状态方程和量测方程。根据滤波理论提出了适用于河道水位实时预报的卡尔曼半自适应滤波模型。在该模型中量测误差系列的协方差矩阵可以通过信息更新系列实时地估计出来，只是模型误差系列的协方差矩阵需要预先给出。以淮河为例对该模型进行了并与其它方法进行了比较，验证结果说明该模型的正确性和合理性。     

基于数据同化技术的地质参数反演分析研究

通过数据同化技术用卡尔曼滤波算法对观测井所得水位监测资料进行同化计算,在得到较为精确水位观测值的基础上对主要取水层的渗透系数进行参数反演,并与前期室内试验获得的渗透系数对比,表明通过数据同化过滤之后进行的参数反演更精确有效。     

静压力下针刺滤布微絮凝过滤试验研究

静压力下采用针刺滤布对洗浴废水微絮凝过滤的试验研究,以达到中水回用标准。试验考察了静压力下针刺滤布微絮凝过滤洗浴废水的效果;研究了静压力下针刺滤布微絮凝过滤的特性。结果表明:对SS的平均去除率达96.57%,对浊度的平均去除率达95.56%;反冲洗周期为60min时,平均产水量达3.61t/m2.h,针刺滤布的再生率达99%以上;变压过滤流量随水位的下降而衰减,水位大于40cm时,流量较大;恒压过滤,流量衰减趋势变缓,过滤时间显著延长。     

虹吸滤池先停后洗水力自动控制装置

为了使滤池每次冲洗时少排掉些滤前水。可在虹吸滤池运转达最高水位后,先停止进水,待池内水靠重力继续过滤一段时间,直至池内水位降至清水出水渠水位以上某一合适高度时再进行冲洗,冲洗停止后又及时自动进水。     

河道一维水动力学的卡尔曼滤波模式优化

该文以水位和流量为状态量的交替滤波校正方法为基础,重点针对滤波模型噪声均值的时空分布和模型噪声方差阵计算方法进行研究.文中采用空间上线性分布及时间上动态统计的思路解决模型噪声均值空间分布不连续的问题;采用纯水动力学模型噪声方差阵与滤波状态转移矩阵相结合的处理方式选取具有相关关系的滤波模型噪声方差阵.选择长江上游干流寸滩至万县河段进行实例验证,并与多套卡尔曼滤波模式进行了对比计算,结果表明:在该验证实例中,改进后的滤波模式对提高洪水预报精度最有效.     

基于EMD-LSTM模型的河流水量水位预测

基于经验模式分解方法和长短期记忆网络(empirical model decomposition and long short-term memory network,EMD-LSTM)模型对水位数据进行预测。先采用中值滤波对数据序列进行预处理,然后对数据序列进行EMD分解,并对EMD分解的每个特征序列使用LSTM模型进行预测,最后叠加各个序列预测值,得到最终的预测结果。以南水北调工程某河流每隔1 h的瞬时流量、流速和水深监测数据为研究对象,采用EMD-LSTM模型进行建模,试验结果表明,该模型能够实现水位、水速和瞬时流量连续12 h和6 h的准确预测,且比LSTM模型具有更高的预测精度,可为水位预判和水资源的实时调度提供决策依据。     

基于集合卡尔曼滤波的实时校正方法

为减少非恒定水流计算中的不确定性,基于集合卡尔曼滤波提出多变量交替校正的方法。该方法通过交替校正水位和流量,避开了滤波过程中的大矩阵计算,实现了利用观测信息直接校正非恒定流状态的目的;同时,应用尺度转换方法提高水位滤波精度。数值试验重点考察了观测误差和水位变换系数对模型计算精度的影响。结果表明:观测误差越小,模型的计算精度越高;水位尺度变换系数能显著增强多变量交替校正方法的效果,变换系数越大,计算精度越高;基于集合卡尔曼滤波的多变量交替校正方法具有良好的校正性能,能显著提高河道水流的预报精度。     

南水北调中线工程水位的水动力-神经网络耦合预测模型

南水北调中线工程通常以闸前常水位调度运行,而水位在闸门调控影响下多数处于非平稳状态,探索其变化规律对于监测数据和研究方法均有一定限制和要求。监测数据方面,针对大量的高频监测数据选取均值滤波、滑动平均值滤波、递推中位值平均滤波法、滑动小波变换进行数据预处理,提高数据质量、增强数据预测的可行性。研究方法层面,以BP神经网络模型和长短期记忆(long short-term memory, LSTM)网络模型为主体框架,以水动力模型的模拟数据为辅助支撑,对比单神经网络在不同工况下的预测效果,输出水动力-神经网络组合预测结果。结果表明：数据预处理是数据分析和预测的必要环节,高频数据滤波处理再预测可以提高数据预测的精度;均值滤波、递推中位数均值滤波方式对数据预处理的效果最好,指标合理时滤后决定系数(R²)精度均超过0.95,且均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)不超过0.02,准确性高;基于滤后数据进行模型构建,通过对比数据驱动模型和数据-机理双重驱动模型的计算结果,R²维持在0.98附近,RMSE、MAE维持在0.01左右,耦合模型具有更好的...     

抽吸过滤浅析

抽吸过滤是近几年出现的一种过滤形式,用于水上水厂较多,它与压力过滤、重力过滤一样,用来去除沉淀后或絮凝后水中的细小颗粒杂质,其过滤机理与重力过滤基本相同。抽吸过滤工作水位浅,净水系统高程好布置,投资较省,有一定特色。我公司3.5T/d 水上水厂采用移动罩滤池抽吸过滤,1982年7月1日投产,几年的实践、观测,     

河床演变野外采集源数据滤波方法研究

随着现代测控技术的迅速发展，由野外实测而得到的数据已成为一种非常重要的和极具潜力的河床冲淤演变信息来源。为确保河床演变分析源数据的可靠性，结合源数据的特点，对其滤波方法进行了深入研究。本文在简述现代河床演变参数实测技术的基础上，考虑现代水下地形测量的动态特征，提出了适合于地形数据滤波的趋势面法和基于M估计的抗差滤波法，以及适合于动态水位观测数据的卡尔曼滤波模型，对模型优缺点、及关键参数的确定进行了深入分析，实践验证取得了理想的滤波效果。     

基于Kalman滤波的实时校正模型研究

采用Preissmann四点隐式差分对一维动力学模型中圣维南方程组进行时间和空间离散,并结合Kalman滤波理论,建立以观测变量为状态向量的自适应实时校正模型。该模型在淮河中游的应用表明,相比于不使用实时校正模型,其预报的水位、流量精度更高。     

调水工程智能水位计创新应用

水位信息作为水利泛感知的关键采集信息,是水利工程管理最关注的水对象动态数据。胶东调水工程通过自动化调度系统建设和高效运维已实现调水输水过程自动化和运行管理信息化,正进入数字孪生建设阶段。根据胶东调水工程已建水位自动量测设备使用过程中存在的不足,试点应用创新的压力式智能水位计和电子水尺,实现具备水位检测滤波、精准测量和远程校核边沿计算技术的低成本易维护简化部署的水位量测改进。     

水闸自动化系统中水位数据与水文遥测数据的共享

中小水闸（泵站）上下游水位即是水闸运行中极为重要的数据信息,又是防汛的重要的基础信息。通过分析中小闸（泵）站和水文遥测系统的技术特点,在保证数据一致性的基础上,以经济可靠为原则,对软硬件进行技术改造,开发了数据转换和滤波软件模块,实现了2个系统之间数据的传输。     

深圳市南山水厂一期工程工艺设计与自控要点

深圳市南山水厂一期工程规模20万m3/d,为保证供水水质达到直接饮用目标,采用预处理-强化常规处理-臭氧活性炭深度处理工艺,并对排泥水进行回用和污泥处置.阐述了水厂工艺主要构筑物设计参数和自控条件,并对其中药剂品种与投加点、滤池恒水位过滤与初滤水排放、活性炭滤池增设砂垫层、污泥浓缩池排泥控制等一些关键技术进行说明.     

利用生产井监测地下水动态数据处理研究

区域地下水动态监测在专用井不能满足要求的情况下,通常选择生产井代用.生产井监测地下水动态过程与专用井具有同步性,但水位波动较大,数据失真,不能直接应用.通过限幅平均滤波法对监测数据进行处理,使其与专用井具有一致性,共同参与区域地下水位动态分析,为区域地下水资源开发利用、保护管理等提供科学依据.     

单阀滤池改造工程实例

针对单阀滤池运行中存在的反冲洗不彻底、过滤周期短、跑砂严重,滤后水效果差等问题,将单阀滤池改造成气水反冲洗的恒水位过滤滤池,并实现全自控运行。滤后水浊度小于0.6NTU,在运行3.5万m3/d水量的条件下,过滤周期在48h左右,稳定运行后没有出现跑砂现象。虽然在运行4万m3/d水量时遇到了过滤周期大幅缩短的情况,但基本达到了改造前的目标。     

虹吸滤池改造为气水反冲滤池实践

秦皇岛市海港水厂虹吸滤池存在反冲不彻底、过滤周期短、反冲洗耗水量大、出水水质难以达标等问题,因此进行了技术改造。将原有非标准虹吸滤池改为大小格面积不等的气水反冲滤池,实现滤池恒水位恒滤速全自动化运行。改造后运行情况表明,滤池滤速恒定,反冲洗彻底,过滤周期比改造前大大延长,滤后水浊度较低,运行成本减少,经济效益和社会效益显著,解决了海港区供水高峰期存在供水缺口的问题。