侧扫雷达的流速测验不确定度分析与研究

针对提高侧扫雷达测流系统河流表面流速测验精度,关键在于确定影响侧扫雷达流速测验不确定度因素的情况,结合雷达系统理论设计,分析侧扫雷达产生不确定性的理论原因,包括收发宽波束带来的天线方向展宽效应、河面随机起伏及系统参数设计引起的不确定度等。对侧扫雷达实测数据进行分析,证实系统不确定度的产生对雷达数据频谱的影响,验证不确定度在测流时对测量信号谱宽的影响效应。针对采样不确定度,采用基于点模式的数据采集方法和分析策略,通过配置不同采样的数据集,有效降低测流不确定度,提高雷达数据质量。测站侧扫雷达系统的实测流速数据分析表明：按照相关理论对应要求设置参数,侧扫雷达可取得较好的表面流速测验精度和稳定性,能够满足水文测验的要求,更好地服务于水文测报工作。     

移动雷达波测流系统在松柏水文站的运用

针对松柏水文站在发生暴雨洪水时河流陡涨陡落,高洪时漂浮物多,采用流速仪或ADCP测流不安全的问题,应用移动雷达波测流系统进行流量测验。在分析测流系统组成、工作原理、管理软件的基础上,按照不同水位级布置测次,采用同期测流系统施测流量与转子式流速仪人工实测流量进行比测,建立2种流量相关关系,率定测流系统流量系数,并进行误差分析评判,验证移动雷达波测流系统测流精度。比测率定结果表明:两者相关关系良好,移动雷达波测流系统测得的水面流速经率定后,推算的断面流量精度较高,满足水文资料整编精度及水资源管理要求,可提高水文资料时效性和准确性,解决山溪性河流流量测验安全问题。     

无人机测流系统在铜仁水文的应用探索

无人机测流系统是将雷达波流速仪集成在无人机上的一种非接触式河道流量测验方法。针对铜仁水文监测工作在遇超标准大洪水或恶劣环境下水文应急监测手段单一、数据精准度不高的问题,采用无人机测流系统在铜仁市茅溪水文站与水文缆道流速仪法进行 22 次实测数据对比试验,分析无人机测流系统实测的水面流速及流量测验误差。结果表明：无人机测流系统在水面流速超过 0.50 m/s、运行高度在 10~30 m、风力小于 7 级时,测流数据的合格率达到相关要求。无人机测流系统在贵州省铜仁市山区性河流应急监测时适应性良好,可作为铜仁水文应急监测一种安全便捷有效的方法进行推广。     

智控扫描式声学多普勒测流系统应用探讨

为加快水文监测新技术与装备在水文测报中的应用,在浙江嵊州站、江苏前垾村水文站分别建设智控扫描式声学多普勒流速仪测流系统示范应用站点。智控扫描式声学多普勒流速仪测流系统,通过水下智控转动扫描测流方式使传统的一维流速剖面数据扩展为二维扫描流速数据,并融合计算流体动力学、人工智能等多学科前沿技术,建模仿真河道流场以计算实时流量,原理上可有效提高测流精度和降低人工比测率定分析的工作量。通过对示范应用站点半年时间运行的稳定性和流量监测数据比测分析,得出示范应用站点测流系统稳定可靠,流量监测和人工监测数据趋势基本一致;在流态快速变化期间,测流结果存在一定迟滞性,可采用提升扫描速度的方式提高对流速变化的敏感度;流体及神经网络算法模型还需要进一步优化,结合多模型算法提高智控扫描测流系统的智能化能力,进一步提高流量监测的精度。     

图像法测流系统开发与应用

基于市面上现有的视频监控摄像机开发一套图像法测流系统,实现非接触式的水尺水位、表面流速和断面流量远程在线监测。测流系统采用风光互补供电,并运用虚拟局域网(VPN)技术和4G移动通信网络实现远程访问,可在野外自治运行长达7个阴雨天。通过集成少量低成本的辅助测量设备及对测量算法在现场应用中的优化设计,能够有效抑制水面耀光、阴影等噪声的干扰,并可直接利用天然漂浮物或水面模式进行表面流速测量。测试结果表明,测流系统能够在数分钟内完成一次测量,得到现场的视频图像、稳定的时均水位、测点高度密集的流速分布,以及子断面高达上百个的断面流量。相比传统测流仪器具有时空分辨率高的优势,有利于捕获暴雨、山洪等极端条件下的水文过程。     

基于物联网的雷达小车测流系统设计

为解决新形势下明渠测流方式繁琐、数据量增大、不利于直观分析等问题,设计了一套以雷达流速仪为传感器、以雷达小车为载体的自动测流系统,可以在控制单元及平台软件的控制下自动完成断面各垂线流速测量、流量计算、数据分析、图表展示。测试结果表明,此系统各功能符合预期,运行平稳,可以实现河道各断面的自动测流、流量计算及数据可视化。     

雷达波在线测流系统在群库勒水文站的应用分析

雷达波在线测流系统是一种便于快速抢测洪水数据的非接触式测验系统。本文用常规流速仪与雷达波实测水面流速及流量同时实测比测数据为依据,对二者间的测验误差和设备稳定性等方面进行分析,研究该设备在新疆山区河流所采集数据是否能满足水文规范要求。     

基于DTMF的河流流速测量系统研究与设计

针对当前河流流速无线测量系统的测流信号传输过程中衰减过大的问题,提出了一种基于DTMF技术的河流流速测量系统的软硬件设计方案;该系统由水上处理模块与水下采集模块构成,其中水下采集模块主要负责流速信号的采集及放大,水上处理模块负责将水下采集模块发送过来的数据进行计算并在液晶屏幕上予以显示,两者之间的通信采用DTMF技术予以实现;现场测试表明,由于采用了DT-MF技术用于通信,信号在传输过程中基本不存在衰减问题,并且信号抗干扰性较强,因此该系统达到了精确测量河流流速的目的.     

基于多电导式流速测量传感器的河流流速流量测量系统

设计了基于多电导式流速测量传感器的河流流速测量系统.系统包括多电导式流速测量传感器、滤波调理电路、现场可编程门阵列(FPGA)及显示器.经试验验证:该系统对河流流速测量误差小于4％,表明该系统测量准确.利用该系统测量出河流过水断面上不同深度点的流速和该点河流相应部分的断面面积相乘可计算出该部分流量,不同深度流量的和即为...     

基于PLC的自动测流机器人系统设计

针对当前河道测流存在的效率和自动化程度较低、测量模式单一等问题,提出了一套基于可编程逻辑控制器(PLC)的河道自动测流机器人系统设计与实现方案。该机器人系统由运动系统、采集系统、人机交互以及远程通信四大模块组成。首先,设计了自动测流机器人系统的硬件结构,实现了自动测流机器人在河流轨道上运动、铅鱼收放等功能。然后,开发了基于PLC的测控系统,设计了PLC梯形图和硬件连接方案,实现了自动测流机器人运动控制。最后,自动测流机器人系统通过RS-485通信协议将多传感器采集的数据传输到操控屏,结合4G远程技术,实现了采集数据和操作指令的远程传输。通过现场模拟的采集测试,该机器人系统可实现自动测流、远程操控、故障自检等功能,并提供多种测量模式,满足河道测流的使用需求。该系统的设计为开展智能化河流数据采集的研究奠定了基础。     

ADCP测流在巢湖流域水资源监测中的应用

为满足巢湖湖(河)长制考核验收的需要,需对巢湖43个考核断面建设水资源监测站,对ADCP测流技术,以及走航式、水平式和垂线式3种测流设备进行介绍和比较,根据各种测流设备的适用范围和测流断面的特征,选择合适的建设方案,方案实施后,可以实现水质和水量同步监测,控制河流入湖污染总量,为湖(河)长制考核验收提供数据支持。     

雷达技术在水文测验上的应用

雷达技术应用于水文测验是近几年的研究方向之一。从雷达技术应用于水文测验的特点出发,丰富雷达在水文应用中的概念和内涵,指出其相对于传统水文测验的性能优势;分析近年来水文测验中应用雷达技术进行定量降水估计的2种处理方法,介绍雷达水位计测量水位采用的调频连续波和脉冲体制的应用原理;在流量测量方面,总结点流速测量、侧扫、断面测量等雷达的应用潜力。目前雷达技术应用于水文测验,已在测量降雨量、水位、表面流速等方面有较多应用,今后还需在新型产品研制、新技术应用、目标特性分析,以及微观操控与宏观应用的结合等方面进行进一步探索。     

街口水文站自动监测系统设计与建设

针对新安江洪水流速大、涨落快等特点,以及街口断面水位变幅大、漂浮物多等特性,组合应用多种监测设备和软件系统,建设街口水文站自动监测系统,以实现不同的水位级和水情条件下雨量、水位、流量和泥沙含量数据的实时在线自动采集,传输,计算处理及入库管理。街口水文站自动监测系统可为新安江流域水资源管理、水量分配、生态流量管控提供基础数据支撑,亦可为山区性大江大河自动监测系统建设提供参考和借鉴。     

国产 RIV ADCP 长江流量测验适应性测试

ADCP在长江中高水流量采用底跟踪模式施测存在偏小现象,为检验国产RIV ADCP性能及软件功能是否满足流量测验规范要求,开展对RIV ADCP适应性和精度测试。在长江下游流量70 342 m~3/s下,通过与用于流量基本资料收集的同频率进口RDI ADCP进行特征值及功能测试。测试发现,比测的流量、面积、流速等各项指标与RDI ADCP的精度和功能基本一致,满足规范的精度要求,国产RIV ADCP可替代进口设备用于流量基本资料收集,但软件输出功能还需进一步完善。     

雷达波实时在线测流系统在丽江市的应用

针对传统的河道流量测验方式自动化水平低,难以适应当前水文测验点多面广、任务繁重的新形势,丽江市水文水资源局在仁里水文站等12个站点安装非接触式雷达波流量测量设备(RQ-30),建成丽江市河道水位流量实时在线监测系统。通过分析设备的工作原理,性能特点,对比分析实测资料,在线测流设备各项指标符合《河流流量测验规范》要求,改善水文测验人员的工作条件,减轻劳动强度,提高预警预报的时效,可以作为中小河流水位流量自动监测的主要设备。     

工程勘察数字采集系统关键技术及工程应用

工程勘察数字采集系统综合利用 3S、多源数据融合、数据库等技术,以工程勘察专业技术需求为基础,以数据库建设为核心,以作业流程为主线,基于工程勘察作业与数据库建设同步进行的思想,研发一套适用于工程勘察信息数字化采集、管理及应用的信息系统,旨在推进工程勘察专业数字化、信息化建设进程。工程勘察数字采集系统的应用实现工程勘察内外业一体化、高效化、标准化和规范化,革新传统工程勘察信息的采集、管理及应用方法,目前已广泛应用在水利水电枢纽、引调水、河道治理等多种类型工程项目的地质勘察中,在生产实践中产生巨大的经济和安全效益。