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。     

浮标式ADCP自动流量测验在珠三角的应用

在珠江三角洲河区测船测流和安装固定H-ADCP测流无法普及使用的情况下,可采用浮标式ADCP自动测量流量。介绍了浮标式ADCP自动流量测验的方法、研究内容,分析了数据比测结果和误差等,阐述了浮标式ADCP测流在珠三角地区的应用情况。此应用特别适合网河区巡测和船只较多的河道断面,运行成本低,解决了三角洲各河道流量资料缺乏的难题。     

H-ADCP在流域引江济太工作中的实践

介绍了声学多普勒流速剖面仪(ADCP)的主要工作原理,总结了太湖流域引江济太调水工作的需要,以水平式ADCP(H-ADCP)系统在苏州望亭水文站中的应用为例,对比分析了2009年引水、排水期间H-ADCP和人工监测的数据,总结了H-ADCP的使用特点,比测分析结果说明ADCP测流数据合理准确,可为今后防汛、水资源管理信息化建设提供借鉴。     

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。     

基于神经网络模型计算感潮河段断面平均流速

在长江下游感潮河段,采用在线测流系统中ADCP实时指标流速推求断面平均流速,可通过建立神经网络模型进行求解。基于MATLAB软件的神经网络工具箱,以南京水文实验站2014年5月—2016年12月9次全潮测验为例,介绍在该工具箱中建立对应模型的详细步骤及求解方法。计算结果表明,该模型具有较好的拟合效果,可满足计算精度需求。因此,在基于ADCP实时指标流速计算感潮河段断面平均流速的研究中具有较好的应用前景。     

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。     

声学多普勒流速剖面仪实验室测试方法探讨

用声学多普勒流速剖面仪(ADCP)进行流量测量是近几年兴起的新技术,但声学多普勒流速剖面仪如何在实验室环境中进行测试是一个难点.给出了一种声学多普勒流速剖面仪实验室测试方法,该实验室由水槽、气泡发泡装置、仪器固定支架和自动化系统构成,通过气泡发泡装置模拟自然河流悬浮颗粒和水中气泡,仪器固定支架固定仪器并旋转超声换能器使其和水流方向一致,自动化系统携带仪器前进后退形成相对流速.此方法可以比测实测流速和自动化系统行进速度,简化了国标、行标中声学多普勒流速剖面仪的检测方法以及测试条件和设备需求,大大降低了开发仪器的测试、检测成本,更有利于国内仪器的研制和推广.     

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。     

声学多普勒流速剖面评价方法介绍与探讨

声学多普勒流速剖面仪是20世纪80年代初发展起来的一种新型测流设备,目前被广泛用于流速和流量测验。介绍了美国地质调查局(简称USGS)对声学多普勒流速剖面仪的评价方法,并探讨利用国内现有流速仪检定水槽评价多普勒流速剖面仪的方法。通过USGS的大量实践和我国水文工作者的工作,通过设备比测、底跟踪基线比测、断面流量比测、检定水槽等方法可有效评价声学多普勒流速剖面仪的流速性能。     

MATLAB神经网络工具箱在感潮河段断面平均流速计算中的应用

长江下游感潮河段可通过在线测流系统中ADCP实时指标流速监测值推求断面平均流速。为进一步提高模型精度,本文以南京水文实验站2014年5月~2016年12月9次全潮测量为例,在MATLAB中建立相应的神经网络模型并进行求解。结果表明采用该方法不仅实现手段较为直观、便捷,而且拟合精度较原有的多元线性回归模型更高。     

单波束声学多普勒流速仪垂向在线测流应用研究

通过应用单波束垂向式声学多普勒流速仪(V-ADCP)进行在线流量测验,探索单波速V-ADCP的安装和流速数据处理计算方法。采用转子式流速仪对V-ADCP进行比测,分析V-ADCP采用相对水深某个区间范围内的单元流速计算垂线平均流速的方法,率定符合水文相关规范的V-ADCP测流的单断速关系,并确定单断速关系可生产应用的范围。通过对V-ADCP在线测流的应用,得到精度较高的单断关系,实现流量在线监测,可为进一步推广V-ADCP在线测流的应用进行探索。     

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。     

YRCC.NKG-2800型激光粒度仪在黄河上游测区适用性研究

为使国产YRCC.NKG-2800型激光粒度仪很好地应用于黄河泥沙颗粒分析，以《河流泥沙颗粒分析规程》（SL 42—2010）为依据，对基础参数进行适用性优化，开展重复性、重现性、准确性等误差检验及成果精度分析；对国产YRCC.NKG-2800型激光粒度仪与马尔文激光粒度分析仪进行比测分析，提出2 种颗粒分析方法级配成果互换的思路和方法，建立“过滤”前、后的2种相关关系。试验结果表明：国产YRCC.NKG-2800型激光粒度仪各项试验指标均符合《河流泥沙分析规程》中规定的允许误差，仪器性能稳定可靠，可以应用于黄河上游测区悬移质泥沙颗粒级配分析。     

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。     

基于纳米气 的ADCP水跟踪性能检测

声学多普勒剖面流速仪（ADCP）目前已在我国水利行业广泛使用，但仪器的检测校准一直没能实现。主要原因是静水槽的水体长期静置，水体中的悬浮颗粒很少，使得ADCP在水槽环境中缺乏有效的水中反射物，造成对仪器测速性能的检测难于实现。本文从分析ADCP工作原理和功能模块入手，研究如何解决在静水槽环境下实现ADCP检测的难点，提出了通过在水槽水体中增加纳米气泡从而提高对仪器超声波信号的反射能力这一关键技术，并以东部某水槽为例，提出了纳米气泡发生系统的具体布设方法，并进行了实测验证。通过实际测试验证和对测试结果数据的分析，证明了此方法可以实现ADCP的静水槽检测，也为我国大量ADCP的可靠使用和数据的合理性合法性检验提供了路径。     

H-ADCP在沿海挡潮闸流量测验中的应用

主要研究H-ADCP在沿海挡潮闸流量测验中的应用,通过黄沙港闸水文站安装的H-ADCP与同断面流速仪进行同步比测率定,得到指标流速υi和断面平均流速υp关系公式:υp=0.832υi,同时关系线按照《水文资料整编规范》的要求进行符号、适线及偏离等检验,结果均符合规范要求,证明在率定范围内的关系符合规范要求。说明只要选择断面位置正确,设计安装合理,通过正确的比测率定,利用H-ADCP实现沿海挡潮闸的测流自动化是完全可行的。     

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。     

基于声学多普勒流速仪测流的断面流速分布研究

选择泾河、射阳河闸2个水文站的走航式声学多普勒流速仪测流数据,进行测流断面上的垂向、水平层流速分布及垂向平均流速的横向分布研究。研究结果表明:对于顺直河段,垂线点流速分布基本符合理论流速分布;对于受感潮影响的测流断面,相对流速脉动和均化影响较大,难以找到流速分布规律。通过基于断面流速分布特点的断面有效测速单元确定,可以为测速垂线和垂线上测速点的布设、固定式声学多普勒流速仪安装位置选择等提供技术支撑。     

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。     

基于FPGA和AVR的多普勒超声波流量计的设计

针对有些场合的被测液体大都具有较强的腐蚀性和较多的杂质,而不能使用有量水槽或量水堰的测流方法,介绍了一种非接触式的测流方法,即利用了多普勒频移差与流速的正比关系,再结合水流横截面的面积,就可以得到被测流体的流量.设计采用AVR作为控制管理单元,充分发挥FPGA运行速度快、内部资源丰富的优势,将其用于超声波信号处理,能够...