内陆河流域河流水面流速系数比测试验研究

水面流速系数是流量测验中经常使用的参数.目前,大部分水文站使用水面流速系数均选用经验值,为提高流量洲验精度,2003-2007年间.在内陆河流域代表站莺落峡、高崖、正义峡、祁连、肃南水文站开展了对水面流速系数的比测试验工作,取得大量比测试验资料.通过分析得出试验分析成果,并对试验分析计算方法和比测试验方法进行了探讨.水面流速系数分析计算方法采用算术平均法、回归分析法.两种分析方法得出的结论基本一致.算术平均法是对回归分析成果的校核.因此均采用回归分析法比测试验分析成果.以莺落峡站为例对垂线比测法和断面流量比测法两种不同比测试验方法进行对比分析和比测试验方法优选.垂线比测法和断面流量比测法均能得到比较满意的结果,相关系数均达O.95以上,分析成果比较接近.断面流量比测法理论比较严密,得到的水面流速系数适合全断面应用.这些试验分析成果为提高流量测验精度提供理论依据.     

二层测速方式超声波时差法测流参数自率定方法研究

为解决超声波时差法比测率定的难题,采用二层测速方式构建基于垂向流速分布的河流断面水平层流速与断面平均流速的转换数学模型,通过二个水平层流速的信息提取与流速分布模型参数识别,获取河流断面流速分布特征,进而完成流量计算参数的率定,实现水平层流速与断面平均流速的转换计算。通过湘潭水文站实例验证,水平层流速与断面平均流速转换模型计算的流量成果精度能够满足流量测验精度要求。     

不同方法在感潮河段ADCP在线测流系统中应用的比较分析

在水力因素多变的长江下游感潮河段建立ADCP在线测流系统实时采集指标流速,可选用合适的方法推求断面平均流速,从而实现流量的实时报汛和整编。多元线性回归分析和BP神经网络具有原理明晰、实现便捷等特点,为比较以上两种方法在断面平均流速计算中的优劣,以南京水文实验站2014年以来实测数据为例,分析不同情况下两种模型的拟合精度和预测精度。结果表明,两种模型均具有较好的有效性、精确性和稳定性,且拟合精度与模型选用的监测指标有关;对于只采用单一指标流速而言,BP神经网络模型的结果明显优于多元线性回归模型。同时,两种模型都能较好的预测断面平均流速,其中BP神经网络适应更好。     

水文站在线流量测验方法初探

提出了寻找水文站流量测验断面平均流速的代表性垂线流速,从而得到满足测验精度之下的在线流量测验方法,并对进而配置自动化遥测流量测验设备测流、寻找水面一点流速的相关位置测流提出了相关建议。以秦淮河流域句容河前垾村水文站1990~2016年918个流量测验成果为分析对象。分析结果表明在高水期、中水期、低水期,起点距为65 m的垂线平均流速与断面平均流速的确定性系数R都在0.98以上,起点距为65 m的测速垂线适宜作为高、中、低水期的V-ADCP自动测流设备安装位置。上述研究为全国同类型水文站在线流量测验研究提供可行的建议使用方法。     

人工神经网络模型在渭河下游洪水预报中的应用

通过对渭河下游站点的时间序列及空间分布的分析,确定出影响华县站流量的时间和空间信息,并将其引入神经网络模型;采用典型的BP神经网络,重点对网络的隐含层节点数、训练次数和学习率进行分析,构建了渭河下游华县断面流量预报的人工神经网络模型;并采用RMSE、NSC和相关系数 R作为模型效果评定标准,将其与传统多元统计回归模型进行了对比。结果表明,所建的BP神经网络模型较多元统计回归模型的预报效果有显著的提高。     

基于灰色遗传算法的LM-BP的河流溶解氧预测

溶解氧(DO)是影响河流生态系统健康非常重要的一项指标,以沦河孝感段实测DO为例,在灰色理论的基础上提出并建立遗传算法(GA)的LM-BP网络河流DO预测模型。对DO的原始数据采用灰色理论进行预测,对其残差采用GA的LM-BP网络进行拟合并测试,结果表明:基于GA的LM-BP网络基本上100%拟合,对最后3个数据进行测试,其误差不超过2.933%,说明可以用该灰色GA的LM-BP模型对本地区的DO进行预测。为河流水质分析提供了新的方法。     

主流平均流速法在宽浅河道断面洪水测验中的应用

主流平均流速法是通过实测主槽部分断面面积的主流区内3－5条垂线流速，计算出断面流量的一种测验方法，该方法的实施可有效缩短测流历时，能够完全整地控制洪水过程呼水位流量关系的转折变化。以具有代表性的范围口水文站为例，探讨了主流平均流速法在黄河下游宽浅河道断面洪水测验中应用的可行性。     

基于因子分析的LM-BP网络的盾构施工地表沉降预测

盾构施工引起的地表沉降量的预测与评价具有很强的随机性和不确定性,用常规的数学模型难以准确表达。本文采用因子分析法对影响盾构施工引起地表沉降的9个因素进行了主因子的提取,得到4个主因子。以此数据集对BP神经网络进行训练,并用Levenberg-Marquardt(LM)算法对BP神经网络进行了优化,建立了基于因子分析的LM-BP神经网络预测模型。结合工程实例将预测结果与LM-BP神经网络模型的预测结果进行比较分析,表明本预测模型具有较高的准确性,符合实际工程的需要。     

BP神经网络洪水预报模型在洪水预报系统中的应用

采用相关分析法,在区域降水、观测断面流量(或水位)因子中识别出影响预报断面径流过程的主要变量,在多个观测断面的数据均为流量情况下,采用基于时延组合的合成流量为影响预报断面径流过程的变量,采用自相关分析法,识别出影响预报断面径流过程的前期流量(或水位),以这些变量为BP神经网络模型的输入,以预报断面的流量(或水位)为模型的输出,在BP神经网络隐层节点数自动优选的基础上,构建了基于BP神经网络的洪水预报模型。将模型载入中国洪水预报系统中,应用结果表明:模型在历史洪水训练样本具有一定代表性的情况下,可获得较高的预报精度。     

一种高流速小河流人工流量测验装置与应用

在河宽较小的河流或渠道流量测验中,若遇流速较大时,采用人工桥测、走航式ADCP等方式施测流量极为不便。为解决小河流高流速情况下的人工流量测验问题,研制了一套由轨道基座、行车、刹车组、悬杆升降部件、计数器和悬杆固定架等组成的人工流量测验装置。该装置采用悬杆搭载流速仪,通过机械装置实现悬杆(测深杆)的水平移动和垂直移动,将流速仪精准传送到测流断面任意位置,实现小河道高流速监测。经牛栏江-滇池补水工程输水线路末端站两年多的实际应用,在高流速3~5m/s时,运行稳定可靠,使用方便。     

试论动车积宽测流法的优越性

动车积宽测流法是“流速－面积”法流量模型积分法的一种,它的原理是流速仪沿垂直水流方向匀速移动,测定表层（或水面以下等深）水流与流速仪移动的合速度,据以推求断面平均流速,计算断面流量。指出了这种测流方法的突出特点,是改水上作业为桥上作业,保下测验安全,大幅度缩短测流历时,从而提高水文信息时效性,一套测流设备可取代多处水文站常规设备,有明显的经济效益,是开展站队结合和巡测的一种新方法。     

RG-30型雷达波流速仪在后峡水文站适用性分析

雷达波流速仪作为一种非接触式流量测试仪,具有操作简单,使用灵活,测试精度高的特点。非常适合在野外水电项目和水文站水文测试中使用。以乌鲁木齐河上游后峡水文站的出水试验为例,分析了使用RG-30雷达波流速仪计算断面流量的过程。在将雷达波流速仪测得流量与传统铅鱼测量值进行相关分析比较后表明,采用带截距的回归方程进行计算和研究可以有效地减少一些流量测试误差,提高流量测量的精度。雷达波流速仪作为一种新型的流量测量工具,为现代水文站流量测量提供了一种强大而便捷的方法。     

文丘里法在河流流量推算中的应用

流量测验常见方法有常规水文缆道流速仪法、超声波时差法、声学多普勒流速(ADCP)、雷达波流速等,上述方法各有优缺点,适用于不同场合。文丘里现象被广泛用来测量封闭管道中单相稳定流体的流量,依据伯努利定律可知流速的增大伴随流体压力的降低,即受限流动在通过缩小的过流断面时流体出现流速增大的文丘里效应,根据该效应,可通过河段文氏等效,获得估算的天然河流水体流量。经实例验证,该方法计算精度较高,达到流量测验规范要求,可作为流量估算的一种辅助手段。     

声学多普勒流速剖面仪在长江口的应用

声学多普勒流速剖面仪是目前最先进的水文测流系统，利用其进行走航施测区域流场形态及水文断面的流量测验具有测验迅速，测试成本低，资料完整的特点，特别适合地潮汐河段的水文测验。本文对该仪器的性能和特点以及在长江口的应用实践作一基本介绍。     

ADCM测流数据后处理探索

声学多普勒剖面测流(ADCP-Acoustic Doppler Current Profilers)是当今水文领域进行流量测验的新技术.声学多普勒流速仪ADCM(ADCM-Acoustic Doppler Current Meter)用于对水文站点的流量测验,可以实现流速信息采集的自动化,但对收集到信息的后处理提出了新的要求.本文旨在探索采用自主开发程序的方式,建立声学多普勒流速仪速度、断面特性、水位等数据序列的数学模型,进而实现ADCM洲流数据快速后处理.     

大型水工建筑物流量测验方法探究

以江都水利枢纽大型水闸和泵站水工建筑物为例,依据多年流速仪实测资料,以系统误差和随机不确定度等指标分析各垂线平均流速推算断面流量的精度。结果表明:大型水闸和泵站的上下游河道断面稳定,均存在多条测速垂线,其平均流速与断面平均流速在高、中、低水期都有很好的相关关系。与断面平均流速相关性较高且推算断面流量精度较高的测速垂线,均位于测流断面主流区,即中水位时河道中部约1/3水面宽的区域内。河道主流区中泓两侧相距较远的相关性较高的2条测速垂线,综合反映了全断面的水流状态、测站特性和水工建筑物运行控制的特点,其平均流速推算断面流量的精度远高于相关性较高的任意单垂线,且对水工建筑物在闸门低开启或开启高度不一致等工况下的出流,均可达到一类精度水文站的规范要求。分析成果具有较好的代表性,可供全国同类型水文站的流量测验精简分析借鉴和参考,为实现高精度的在线流量监测提供分析的依据。     

雷达枪水面流速仪简介及其比测试验研究

雷达枪(SVR)水面流速仪从美国DECATUR瓜公司引进,是"948"项目一"黑河水量实时监测系统引进"项目中的重要仪器.本文对雷达枪水面流速仪作了简要阐述,并对该仪器与常规测验仪器进行了比测试验研究.目的是利用国际先进的测量技术,结合黑河水量分配调度以及水文测验规范的具体要求,提高水量监测的手段,快速测量出监测断面的水量数据,为实施水资源的统一调度和管理提供技术支持.同时也为该仪器在我国西北内陆地区推广使用奠定基础.     

黄河中游测区输沙率与流量异步施测法分析

在悬移质输沙率与流量异步施测法基本原理分析的基础上,采用理论公式法及经验相关法对测点位置流速权重系数进行了分析计算;根据河流断面特性,建立了多年综合及相邻流量测次累积面积百分数与累积流量百分数相关曲线法等不同的部分流量权重系数借用方案。经实测资料检验,输沙率与流量异步施测法的计算误差符合《河流悬移质泥沙测验规范》的精度要求,能满足悬移质泥沙测验的生产需求。     

人工神经网络方法在径流预报中的应用

采用ＢＰ神经网络模型,以西北内陆河黑河流莺峡年平均出山地表流量为研究对象,对人工神经网络研究方法在干旱区环流径流预报中的应用进行了初步尝试,结果表明该预报成功率较高,证实了人工神经网络方法应用于流量预报领域的可行性,并分析了该方法在预报过程中的优缺性。     

黑河中上游段河道渗漏量计算方法的试验研究

通过河道断面法对黑河中上游河段河道渗漏量进行了比测试验,结果表明:河床岩性组成、河流平面几何形态变化以及人类活动对输水方式的改变等对河道渗漏量影响显著.黑河实施全流域调水前后河道渗漏量发生显著的跳跃性变化,莺落峡至312桥区间河道渗漏量调水前为1.2543×108 m3,调水后为4.3747×108 m3,调水后较调水前河道渗漏量增加3.1203×108 m3;河道流量越小其相应损失率愈大,河道流量越大,其相应损失率愈小,由此得出各河段不同流量单位河长的损失率服从倒数函数分布.研究结果是在黑河中上游实体河道上进行上下断面流量比测试验的基础上得出的,符合该河段的实际情况,可作为黑河中游地表水、地下水转化分析、地下水流系统模拟、流域水资源重复利用、水量调度计算各种模拟模型验证河道渗漏量的基础资料.