液压传感问接测量水位计的研制及其应用

压力式水位计在水文自动测报系统中很难推广的主要原因是泥沙对传感器的影响，泥沙不但会使传感器测量精度达不到测验要求，而且由于泥沙淤积还会给水位计的日常维护带来很大不便。目前进口传感器测量精度高、稳定性能好，但仍避免不了泥沙的影响。针对这一问题，提出了一种新型压力式水位计——液压传感间接测量水位计，该水位计解决了泥沙对压力式水位计的影响，是一种具有很大发展前景的水位测量仪器。     

提高气介式超声波水位计测量精度的探讨

分析了影响气介式超声波水位计水位测量精度的各种因素,提出了消除这些影响因素的对策措施。其中,对超声波水位计测量回波因距离、反射角和发射面的变化带来的误差进行了分析,提出了一种利用数字采样技术对超声波测量回波前沿进行分析补偿来提高测量精度的方法。采用该技术的气介式超声波水位计在回波信号强弱变化时,数据重复性明显提高,使较短时间的采样就可获得较好测量精度,适合野外功耗要求小而采用间歇工作的方式。     

一体化压力式地下水位计在准东水源地的应用

针对准东水源地地下水位埋深较大,井内结构复杂,人工监测水位困难,为改善地下水位监测条件,特引进一体化压力式地下水位计监测系统在准东水源地使用,通过对3年的监测数据和仪器故障分析,认为该地下水位计测量精度满足规范要求,能够在准东这种冬季严寒的环境下使用,如果在耐腐蚀方面有所提高,那么该一体化压力式地下水位计在准东地区的应用是可以大力推广的。     

水晶式水位计

据日本《日本水坝》1991年第10期报道,日本小笠原计量器械公司生产了C—L022型水晶式水位计。这种水位计具有以下特点:(1)采用水晶压力传感器,能够高精度稳定地观测水位;(2)相应于水位压力的频率变化范围大,清晰度高,每感性强;     

浮子式水位计

为了适应生产实际的需要，我队于1974年二季度试制了一种浮子式水位计，经二年后的实际应用结果，效果良好，解决了生产实际中的一些问题，仪器的外貌见图1。浮子式水位剂是作为钻孔中水位深度测量的工具。主要用作钻孔简易水文观测及钻孔长期观测中水位测量。也可用作钻孔抽水试验中（小型后）水位观测，以代替精密的、价格昂贵的万能电表等。更可解决水位深用测钟听不到回音的困难。此种水位计的工作原理是：当水位计接触到地下水面后，水位计继续下移时，水的浮力即将水位计中的浮子托起，浮子顶端的导体即与测绳两电极接触。电路即通，电珠随     

JC-1型接触式水位计

目前水位自记仪器,大体上有四种类型:一是浮子式水位仪,二是水压式水位仪,三是接触式水位仪,四是超声波水位仪。我国水文测站多采用浮子式水位仪,使用这种仪器需要专门建设直立式测井,在岸边河床淤积严重的测站,往往因泥沙淤积而使测并不能应用。为了较好地解决水位自记化的问题,我站试制了JC-1型接触式水位计,本仪器使用时不需要建设测井,并具有打印定时水位的功能,经过长时间的比测试用,证明 JC-1型接触式水位计工作性能良好,精度满足要求。     

抽水式含沙量在线测量系统的方案设计

现有的悬移质含沙量测验采用人工外业采样和实验室分析的方法,工作周期长,效率低,不能实时测量。目前研制的测沙仪器均设置在河流中,采集的信号会受到水温、流速和水深、压力等因素干扰,造成测量系统运行失稳。其中泥沙测验规范推荐的测沙仪器为同位素密度计,但其有一定的放射性,对环境和人体有潜在影响。设计采用含沙量比重置换法测量原理,将仪器模块安装到岸上以减少干扰仪器因素,通过潜水泵定时抽取水样到差压式在线密度计实时测量含沙量。经过对密度计进行科学合理的安装,使其工作环境接近于实验室静压状态,保障其测验精度,为含沙量测验提供一种新的解决方案。     

电容式位移传感器的研制

本文讨论了连接电缆分布参数对电桥平衡方程及电桥灵敏度的影响,认为可进行三端测量的变压器比率臂电桥能在很大程度上消除这些分布参数的影响。二个非完全包围导体之间的电容量的不确定性,可以通过引入一个三端电容来消除。因此,若把电容式位移传感器做成三端式结构,就可以用变压器比率臂电桥精确地测量出传感器电容量的微小变化。由此,研制了一种电容式位移传感器,设计并制作了变压器比率臂电桥及其有关检测电路。实验结果表明,当载波频率为100kHz时,能在100m长的连接电缆处测量出10-3pF量级的电容变化量;并且认为,能在更长的连接电缆下进行精确地测量。     

不同粒径和埋厚的煤粉对土压力计的影响

利用传感器技术监测尾矿库等地质灾害是一种有效的方法,因此测量压力的精度就显得十分重要。而土压力计是测量压力最常见的传感器,它的测量值会受到如温度、周边材料、压力计的刚性与尺寸等因素的影响。本文以不同粒径的煤粉为对象,聚焦在煤粉层厚度和颗粒大小对土压力计响应时间的影响,探讨不同厚度、不同粒径煤粉对土压力计的影响。研究结果表明：相同粒径煤粉条件下,外界给予相同的荷载,实际检测值随着煤粉层厚度的增加而减小,同时有效荷载出现的时间也随着厚度的增加而减小（监测到荷载稳定需要一定时间）;相同煤层厚度条件下,除去粒径大的煤粉以外,外界给予相同的荷载,实际检测值随着目数的增加而增加。     

DSH型压力式数字水位计

地质矿产部水文地质工程地质技术方法研究队研制的DSH型压力式数字水位计,已鉴定通过,小批量投产.     

河流水位差计设计及其应用的可行性研究

水工建筑物或控制河段的上下游水位差是水流运动的决定性要素,是流量推算中的最重要因子。在平原水网区,水位差很小,人工观测精度对其影响十分突出,直接影响流量定线和流量推算的精度,不能满足社会对水资源精细配置的需求。为提高水位差的测量精度,设计了河流水位差计;付之应用,对水位差的测量,无需进行水尺零点高程校正,无需进行水位的对比观测,而且能在任意数量级内提高水位差精度(根据精度选择探头),所构成的误差只有很微小的仪器器差,可满足流量定线与精确推流的目的。该系统还可以同时测记水位。河流水位差计设计简洁,仪器生产难度小,附属设施施工方便,整体造价低廉,具有良好的开发应用前景。     

基于Mindlin解的压力型锚杆锚固段的受力分析

假设锚杆为与周围介质相同的材料,视锚杆作用的岩土体为弹性半空间位移体;基于Mindlin位移解,求出集中力作用下周围岩土体沿锚固体的轴向位移;根据压力型锚杆锚固段的受力状态,计算锚固体在轴向荷载作用下压缩变形,利用锚固体与周围岩土体变形协调假定,推导出锚固段轴向应力和剪应力分布的理论解。经过与已有现场试验实测数据对比分析,验证了理论解的可行性,并在此基础上讨论了相关岩土参数对锚固段轴向应力和剪应力的影响。锚杆现场试验和理论分析结果表明:压力型锚杆的锚固段所受轴向应力和剪应力与锚固力成正比;压力型锚杆的锚固段所受剪应力的分布形式受周围岩土体弹模、泊松比以及锚固体与周围岩土体界面的内摩擦角等因素的影响。其中周围岩土体的弹模影响最大。     

从模型试验谈反射波法检测桩的完整性

论述一维杆件中反射波法的理论依据；激振、传感器本身性能和耦合方式是检测技术的关键。通过模型实验认识桩的缺陷与记录曲线的对应关系。     

JSP-1型虹吸校正翻斗雨量计研制与特点

翻斗式雨量计因雨强影响会产生很大的误差,虹吸雨量计不能数字化降雨过程,并需要人工测量虹吸水量进行虹吸订正.本研究成果利用翻斗计量降雨过程,用精确的虹吸计量值智能校正翻斗的误差,综合了翻斗计量和虹吸计量的优点,将分辨率为0.1mm的翻斗雨量计的测量误差从±15%减小到±2%.因此,JSP-1型虹吸校正翻斗雨量计具有很高的精度.     

从TR21孔抽水试验分析板桥凹陷东营组地热资源可采性

在天津地区板桥凹陷中,东营组储存有丰富的地压型地热流体资源,但开采水位降深大,导致勘查和开发比较困难。结合东营组孔隙结构条件及地压条件,对TR21孔抽水试验数据进行整理,认为东营组处于超压之中,存在启动水力坡度。经对0及3次降深抽水试验数据按迭代法拟合求解,求得启动水力坡度为1.16(1 160‰)、超压渗透系数为1.896 m/d。这表明东营组地热流体仅来源于下伏沙河街组超压储层,东营组可圈闭5.12～6.25 MPa的下伏地层超压,为下伏地层超压形成及本组超压保存提供了条件;超压渗透系数大于用渗透率求得的渗透系数(1.392 m/d),表明储层在超压作用下渗透系数增大的客观规律;储层超压及渗透系数的增大,为这一资源的开采提供了条件。     

长江上游屏山至宜昌河道泥沙存贮量的变化及其地貌学意义

通过河流输沙分析研究了长江上游河道的悬移质泥沙存贮量及其变化。结果表明,1956～2000年屏山-宜昌河段历年的河道存贮量的变化可以划分为3个阶段,即两个泥沙存贮期和1个泥沙释放期。1956～1968年为第1个泥沙存贮期,河道泥沙存贮累积性增加,累计存贮量为4.0126×10⁸t,与这一时期人类活动导致的流域侵蚀加剧有密切的关系;1969～1983年为泥沙释放期,累积释放量为2.6533×10⁸t——支流水库大量修建,拦截了泥沙,下泄泥沙减少,进入长江干流的泥沙减少,含沙量降低,使得干流中前期存贮的泥沙发生侵蚀而释放;1984～2000年为第2个泥沙存贮期,累积存贮量为4.0733×10⁸t。金沙江下游重点产沙区产沙量增加,进入长江干流的泥沙增多,葛洲坝水库建成后投入运行,三峡水库大坝的建设,也导致长江干流河道中泥沙存贮量的增大。输入沙量、输出沙量和与流域面平均年降水量之间均存在较明显的正相关关系,而存贮量与降水量不相关,说明河道泥沙存贮对于降水量的变化不敏感。屏山-宜昌河道泥沙输移比的时间变化大致可以分为两个阶段,即在1956～1982年河道泥沙输移比呈增加趋势,1983～2000年则呈减小趋势。这种变化可以用河道泥沙存贮的变化来解释。长江上游屏山-宜昌河段河道泥沙存贮的时间变化与中游宜昌-武汉河段泥沙冲淤量的时间变化相位在一定程度上是相反的,说明上游河道泥沙存贮增多会导致中游河道泥沙存贮减少,上游河道泥沙存贮减少会导致中游河道泥沙存贮增多。     

东中国海表层悬浮体浓度卫星遥感反演研究进展

用卫星遥感手段反演海洋表层悬浮体浓度(Suspended Sediment Concentration,SSC)来研究其分布和输运的方法已经被广泛使用。东中国海属于水文和光学性质较为复杂的二类水体,表层悬浮体浓度的分布规律和水体的固有光学特性时空变化大,增加了遥感研究的难度。在对前人的研究进行比较和总结后发现,根据实测SSC数据对不同区域、不同时间段(季节、潮汐周期)建立分段模型可以提高整体反演精度。在选择参与反演的波段时,河口和近岸等高SSC海域以及远岸低SSC海域有各自不同的最优波段组合。高SSC海域常使用水体反射率第二反射峰、第一反射峰前波段作正比波段组合参与反演,低SSC海域常使用水体反射率第一峰波段作正比、峰前波段作反比参与反演。同时,在反演模型中考虑泥沙粒径的影响可以显著提升反演精度,并且也有可能在浅海区突破现有遥感研究手段的水深限制。目前模型精度评价标准使用较为混乱,平均相对误差、平均绝对误差和均方根误差等可以作为综合精度评价指标,模型的稳定性则可以用误差敏感性分析方法验证。高时空分辨率的海色卫星传感器的出现使得海洋短时间尺度事件的研究成为海色遥感研究的趋势之一。     

内陆河三角洲堆积体形成发展过程

通过概化水槽试验对水流泥沙从内陆河进入浅水湖泊后的三角洲堆积体形成发展过程进行研究。试验结果表明,在平面形态上,三角洲堆积体的形成发展过程可分3个阶段:第一阶段,水流泥沙在初期依次按小沙波体、带状沙波体、扇形三角洲堆积体和舌状三角洲堆积体形态形成发展,堆积体表面无明显主河槽且两侧区域无串沟;第二阶段,水流泥沙沿堆积体表面河槽在左侧区域和右侧区域之间交替推进;第三阶段,水流泥沙沿新河槽在摆动中同步推进。在纵向推进中,第一阶段初始较大,受横向展宽影响逐渐减弱;第二阶段以相对稳定的速率交替推进;第三阶段呈减弱趋势,最终保持同步推进速率。在垂向上,堆积体以稳定的速率淤积抬高发展;在横向上,水流泥沙在河槽主流摆动中不断横向输移泥沙。     

A mathematical approach investigating the production of effective water during coalbed methane well drainage

Drainage of formation water controls pressure dropping behavior of coalbed methane wells. Different behaviors indicate that formation water can be classified into two types. The first type is ineffective water, representing the water from aquifers of strong, extremely strong water yield property, or phreatic water. It is difficult to generate pressure dropping when this type of water is pumped. The other type is effective water, representing the water from aquifers of middle or weak water yield property. Pressure decline will occur if this type of water is pumped. Based on the modified Duipt equation, the production of effective water and the production percentage of ineffective water for well QNPN01 are calculated considering the variations of influence radius, absolute permeability, and relative water permeability. The results show that in the single water flow stage, the production of effective water and the production percentage of ineffective water drop in the zigzag way at first and then keep stable roughly. In the water–gas flow stage, the production of effective water decreases firstly and then keeps stable, while the production percentage of ineffective water increases firstly and then keeps stable. Furthermore, the production of effective water in unit pressure decline indicates that the process of pressure dropping can be divided into four stages. The first one is a single water flow stage in which pressure dropping completely depends on effective water. The second one refers to the beginning of a water–gas flow stage. In the stage, pressure dropping strongly depends on effective water. Pressure dropping caused by effective water drainage starts to be replaced by gas desorbing in the third stage, and completely replaced in the fourth stage.     

压力型锚杆支护滑坡的地震动力响应特性研究

为研究地震作用下锚固滑坡的动力响应特征及压力型锚杆的受力机制,采用ABAQUS有限元软件建立了压力型锚杆联合格构梁支护的锚固滑坡模型,在此基础上,分析了锚固滑坡的加速度响应规律、地震动参数对加速度响应的影响以及压力型锚杆的受力特征等。结果表明:地震作用下锚固滑坡具有明显的高程放大效应,坡顶响应最强;不同类型的地震波作用时,由于其频谱特性的差异,锚固滑坡的加速度响应不同,锚固滑坡对输入地震波的低频段存在放大作用,对高频段具有滤波作用;随地震波幅值的增大,锚固滑坡的加速度响应呈先减小后增大的趋势。对于同一根锚杆而言,锚杆杆体轴力分布较均匀;对于同列不同排的锚杆而言,各排锚杆杆体的轴力值差异较大,自上而下呈"C"型分布,底排锚杆和顶排锚杆承担大部分荷载。研究结果对于压力型锚杆支护滑坡的抗震设计具有一定的指导意义。