基于电容感应技术的黄河冰层厚度监测方法

根据空气、冰与水不同的介电特性,利用空气层、冰层和水层3种不同介质组合成的电容传感器容值不同的原理,研制了电容感应式冰层厚度传感器,其可将采集的冰层厚度信息通过GSM短消息进行传输,实现对黄河冰层厚度的测报。电容传感器采用同面规则排列的多极结构,激励信号经多路开关从上至下分别接通电极,获取不同电极板间的电压值序列,将电压值信号经过合理的算法进行数据处理和分析,能准确测量冰层-水层、冰层-空气层的分界面,计算两个分界面的距离,就可得出冰层的厚度。应用结果表明:电容感应式冰层厚度传感器的测量数据与手工实测数据非常接近,在某些测量点存在约10%的测量误差,基本能满足冰水情测量的要求。     

LTD-I1冰层厚度检测雷达在水文中的应用

LTD-I1是目前先进的冰厚测量仪器,它是利用超宽带雷达技术对冰层进行测量,能够测量出冰层厚度和冰上雪深,并得出同步数字化资料。LTD-I1具有使用安全方便、测量迅速、分辨能力强、测量精度高和软件功能强大的特点。针对LTD-I1的仪器性能、特点及其应用进行了探讨。     

利用探地雷达探测黄河弯道及桥墩周围冰层厚度

黄河河道冻结结冰过程是黄河防凌汛研究的一个重点,进行弯道和桥墩周围冰层厚度的探测对防治冰凌灾害具有重要的意义。探地雷达对冰厚探测具有便携、高效、连续、快速、实时等优势。雷达天线的频率决定雷达波的穿透深度和分辨率。从雷达图像上可以清楚的识别空气-冰界面和冰-水界面。通过现场打孔测量冰厚数据反算雷达波在冰层中的传播速度进一步提高了测量结果的准确性。测量结果清楚的显示了弯道及桥墩处冰厚分布不均匀。桥墩北侧冰层较厚,弯道主河道处冰层较厚。200 MHz天线的探地雷达可以穿透黄河冰层,雷达图像可以清楚地显示冰-水界面。冰层厚度测量为分析黄河冰的冻结、融化过程以及冬春开河期冰塞、冰坝的治理提供了基础数据。     

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。     

基于温度梯度特性的河道冰厚判别算法研究

基于空气、冰与水的温度梯度特性差异,设计了适应高寒地区内陆河道冰层厚度定点自动检测的传感器和数据采集系统。为了解决温度梯度式冰层厚度传感器在判别冰层上界面(冰与空气的分界面)时存在较大误差的问题,提出了一种利用连续温度变化特性实现冰层界面精确判别的优化算法,并基于黄河的现场实测数据,将该算法与冻冰度日法和人工实测方法的结果进行了对比。研究结果为内陆河道冬季冰情数据的后期处理提供了一种新的思路。     

GR-115型测量淡水冰的雷达雪地车

一、用途及工作原理 该雷达雷地车可在运动和静止状态下用于测量河流、湖泊及水库等场合的冰情。在移动状态中,该车还可用于下列方面的冰厚测量:(1)冬季沿河流寻找行车道路;(2)封冻期的河流渡口管理,以及大范围冰积群上简易机构建立时冰层厚度的测量。动态施测时,该设备所测数据由一台自动记录器记录;     

基于Winkler模型的冰层承载能力分析

为保障冰上旅游活动的安全,基于Winkler模型分析了冰层承载能力。首先对冰层承载力的来源进行了假定,依据冰层受力特点将冰层假定为弹性地基上的薄板,运用Winkler平衡方程对不同荷载作用形式下冰层承载能力进行求解,分别计算各种工况下板底的最大挠度和弯拉应力。在此基础上引入冰温度-弯拉强度关系和安全系数,绘制不同工况条件下冰层承载能力图并与加拿大经验公式进行对比分析。最后根据计算结果,在冰层发育的不同时期进行承载力试验,分别验证了人群、雪地摩托以及轻型卡车荷载作用下冰层的安全厚度。     

湖冰侧、底部融化现场观测与热力学分析

为深入了解湖冰在弱水动力条件下消融的热力学过程,在融冰期对乌梁素海湖开敞水域处冰层开展侧、底部消融的原位测量,并观测了太阳辐射、气/冰/水/泥温和风等气象及水文要素。观测结果表明冰层侧壁随深度增加逐渐向内侧倾斜融化,冰层厚度逐渐减薄;开敞水域处水温和冰温均呈分层变化,上层水温和冰温日变化幅度较大。通过分析冰层侧、底部融化速率与气象及水文要素之间的变化关系,建立了用净太阳辐照度和水温来表达融化速率的参数化模型。冰底热通量是一项重要的热力学参数,基于冰底薄层的能量平衡,利用观测数据确定了开敞水域处冰层的平均冰底热通量,为11.47~135.61W·m~(-2),表明冰下水体不断向冰层传递热量。     

橡胶坝冬季结冰情况的观测

橡胶坝冬季结冰运行，已成为橡胶坝设计、安全运行的重要课题。通过对五台县郭家寨水库橡胶坝两年冬季结冰运行的原型观测，分析坝袋内各点的温度变化情况及成因，发现大气降温为主要因素；坝袋内温度场的变化能反映结冰范围以及冰层厚度；人工补水可以调节坝袋内冰层厚度。实践证明，只要设计合理，管理得当，橡胶坝冬季运行是可行的。从而为橡胶坝冬季结冰运行提供了科学依据，可供同类工程参考和借鉴。     

径流小区内土层厚度变化——降水强度模型研究

地面3D激光扫描仪是一种新型测绘仪器,能快速、高效和精确地荻取测量目标的3D影像数据,突破了传统的测量和数据处理方法,赢得了全新的应用空间.本研究使用3D激光地貌扫描仪,在黑龙江地区典型黑土区进行径流小区人工降雨实验,通过测定小区内不同位置降雨前后土层厚度变化,结合降雨强度数据建立径流小区内土层厚度变化--降水强度模型...     

节水农业仪器介绍—激光叶面积仪

激光叶面积仪是用来测量农作物长势参数的仪器。设计为完全便携式,方便农田现场和实验室测量。1 仪器指标 最大叶面测量容量 厚度 25mm 宽度 150mm 长度 32m 分辨率 宽度 0.1mm 长度 1mm 计算机接口方式 RS—232C串行接口,参数可设置。 内含存储器容量 32K字节 显示器指标     

探测混凝土中钢筋状况

由英国牛津鲁特威尔公司研制的便携式微机控制测试仪,在任何情况下都能快速而准确地测出混凝土中钢筋的情况。 该仪器主要用于建设中的质量控制和混凝土建筑物的修复。在调查现有建筑物时,利用它可以方便地测量混凝土表层的厚度和其中钢筋的尺寸,而无需砸开表面。 由于该仪器利用脉冲感应技术,因此非常稳定可靠,即使从阳光下移到阴影处,或     

信息博览

探测混凝土中钢筋状况 由英国牛津普鲁特威尔公司研制的便携式微机控制测试仪,在任何情况下都能快速而准确地测出混凝土中钢筋的情况。 该仪器主要用于建设中的质量控制和混凝土建筑物的修复。在调查现有建筑物时,利用它可以方便地测量混凝土表层的厚度和其中钢筋的尺寸,而无需砸开表面。 由于该仪器利用脉冲感应技术,因此非常稳定可靠,即使从阳光下移     

黄河河道冰层雷达波特征图谱的现场实验研究

2013年-2014年冬季,利用RIS K2型探地雷达在内蒙古头道拐水文站黄河河道断面开展冰层厚度探测试验。试验使用不同频率天线探测冰厚,并与钻孔实测冰厚对比。结果显示200 MHz频率天线可探测到冰下更深部位的状况,并能够识别出冰花层。利用雷达探测图谱中电磁波传播时间和实测冰厚得到盛冰期雷达电磁波在冰内的实际传播速度为16.3cm/ns;而融化期雷达电磁波在冰内的实际传播速度小于15.0cm/ns。雷达探测结果还显示垂直于河道断面方向的冰层厚度分布不均匀。主流区是以热力学生长的颗粒冰和柱状冰为主,最大冰厚约为60cm;而非主流区是以冰花冰为主,最大冰厚约为70cm。另外,雷达图谱也可以确定冰层裂缝的具体位置、走向。     

测定土的双向渗透系数的仪器装置和方法

天然层状土或土坝中的水平成层填土的渗透具有各向异性，针对目前测量土的渗透系数的试验仪器的局限性，笔者研制了一种能测定土的双向渗透系数的仪器装置；经过试验比较，该仪器能较准确地测量同一土样水平及垂直向的渗透系数，并能在各种渗透坡降下测量，方法简便，设备简单，能满足目前土工试验规程的要求。     

测定土的双向渗透系数的仪器装置和方法

天然层状土或土坝中的水平成层填土的渗透具有各向异性，针对目前测量土的渗透系数的试验仪器的局限性，笔者研制了一种能测定土的双向渗透系数的仪器装置；经过试验比较，该仪器能较准确地测量同一土样水平及垂直向的渗透系数，并能在各种渗透坡降下测量，方法简便，设备简单，能满足目前土工试验规程的要求。     

浮船抽水站船体腐蚀更新施工实施技术

利用冬季冰层厚度进行浮船抽水站船体更新,现场施工可以节约大量资金,加快施工进度,确保施工的质量;施工方法简捷,是浮船抽水站船体维护的成功经验.     

消能网箱减小水库坝体冰推力效果的分析

寒区平原水库冬季冰层膨胀对岸坡造成严重破坏,传统破冰方式具有较大局限性,采用消能网格（或箱）可以减小冬季冰层膨胀对岸坡造成的破坏。在适合情况下推广,具有较高的经济价值。     

冰凌漂砾及其对水下工程的危害

冰凌漂砾是高寒地区江河在春季解冻流凌期,砾石随冰凌漂浮向下游运动的一种自然现象。 1979年冬,黑河市自来水公司在黑河市西郊黑龙江上修建取水工程时,在现场冰层下发现三块巨大的花岗岩质砾石,体积约在0.6～0.8立方米,重量约1.5～2.0吨,磨园度较好,看来是从上游运动来的。然而黑龙江的流速推不动这样大的石块。它是怎么形成的呢?这是由于冬季河面冰层增厚的过程中,有时冰层底恰好冻结在砾石上,等到春季冰层浮起来时便将     

河道护岸工程冰上施工技术研究

河道护岸工程冰上施工技术的研究,对我国北方寒冷地区具有重要意义。辽河河务局、新民县水利局经过4年时间,在5个试验工地共进行了43次室外试验研究,得出了结冰期、解冻期不同冰层厚度的试验数据,并在辽河、浑河、太子河流域的37处工程中广泛应用。结冰期冰上施工冰层厚度控制在10～15cm为宜;解冻期控制在40cm,施工时间应控制在3月上旬。在掌握好施工时间及冻层厚度的条件下,冰上施工方法简单,易掌握;可节省投资30%,有的地方可达50%;可争取更多的施工时间,将河道护岸工程抢在汛前完成;可延长工程使用年限,节省维修费用,更好地发挥工程的经济效益和社会效益。另外,应注意解冻期的施工安全问题。