超声波水位计观测值的系统误差分析

采用先进的水位观测仪器观测水位是水位观测的发展方向。通过样子哨水文站超声波水位计4个月的对比观测成果分析,观测结果存在系统误差,应引起注意。     

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。     

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。     

投入式水位检测系统在煤田及水文勘探中的应用

由压力传感器、温度传感器、流量传感器、单片机和计算机共同组成投入式水位检测系统。在抽水试验过程中,单片机自动化采集各传感器传输来的数据,并根据压力传感器测得的压力数据运用水静力学基本方程式计算出动态水位;利用超声波流量计和热电偶一体化温度变送器测得瞬时流量和水温的变化情况;测试全过程实现了自动化动态采集试验数据,达到无人值守的目的。投入式水位检测系统克服了以往采取的响钟法等方法的操作繁琐、劳动强度大、测量误差大等缺欠,解决了大降深抽水试验水位监测的难题,使得几个人就可完成群井抽水试验,形成水位、流量和水温变化的数据库。现场应用表明,该系统测量精度高,运行状态良好,有一定的发展前景。     

山东潘庄灌区超声波水位系统组网方案探析

山东潘庄灌区是鲁北地区重要的大型灌区.灌区原有测水量水系统设备陈旧、方法落后,已经不适应当今经济社会对灌区发展的要求.近年来,通过利用超声波水位系统改进了测水量水系统,极大地提高了灌区的现代化水平,建成后取得了良好的社会和经济效益.     

长距离自流型渠道输水控制的二步法研究

提出了一种针对自流型渠道输水的最优化控制的两步法。第一步是控制各闸站流量使渠段水位(或蓄水量)达到目标水位(或蓄水量),第二步是调整流量使渠段水位稳定。建立了使渠道内水流在最短时间内恢复到正常运行水位的最优渠道输水控制模型。构建了长距离渠道输水控制的一系列约束条件,包括渠道下游需水量约束、最高控制水位、水位最大容许下降速度、渠道容许过流能力、最少的开机次数等。提出了利用线性规划或将大系统分解为若干子系统求解的方法。算例结果表明,用传统的渠道控制方法需要几天才能使水位恢复到目标水位的渠道,用本优化方法控制,可以在几小时内使渠道水位达到目标水位并达到稳定。     

海口地区地下水水位动态分析

介绍了海口地区的自然地理地下水的概况、水文地质条件、含水层介质条件和补、迳、排条件,分析了地下水水位动态特征、地下水水位降落漏斗的变化情况,并根据水位降深和地下水开采量的关系,对地下水水位进行了预测.     

太湖流域降雨与太湖水位关系分析

太湖流域快速城镇化、水利工程建设等人类活动对流域水文过程产生了较大影响。基于1981~2018年太湖流域日降雨、太湖水位实测资料,分析了流域降雨与太湖水位涨幅关系,旨在揭示变化环境下该地区降雨与水位关系的变化特征及可能的驱动因素。研究表明,2000年以来太湖水位抬高趋势明显,但同等时段降雨量条件下对应的太湖水位涨幅有所下降,且降雨量越大,太湖水位涨幅减小的越明显;流域各时段降雨与太湖水位涨幅相关关系约0.9,流域10d雨强每增加50mm,太湖水位涨幅约16cm。该研究成果可为太湖水位的中长期预报,尤其是对入汛前、入梅前等关键时间节点的太湖水位调控、雨洪资源利用等流域管理工作提供参考。     

洪水浸泡和水位骤降情况下黄河下游堤防堤岸稳定性分析

水库库岸边坡稳定在水位骤降工况下的研究目前已比较成熟,但对黄河下游堤防在水位骤降工况下的堤坡稳定状态却研究甚少。通过选取黄河下游标准化堤防某段堤岸边坡为研究对象,建立有限元渗流模型,提出黄河下游堤防的水位骤降速度标准,同时分析了在水位骤降速度为2、4、5 m/d时的坡内浸润线变化、堤岸稳定性变化,以及在水位骤降组合洪水浸泡最不利工况下的堤岸稳定状态。通过分析,给出水位下降情况、水位下降组合浸泡情况下的堤岸稳定状态图,并从图中可以查出在某一水位下降速度、洪水水位降至某一高程处的堤岸稳定状态,为工程人员在堤防建设中运用和推广提供了便利。     

关于测流断面水位级划分方法的探讨

通过数理统计方法划分水位级发现的问题,结合实际,考虑当地水文特性、测站测洪能力和测洪方案及影响水位的各种因素,探讨了合理划分水位级的方法.提出了确定一个水位级为参照值,采用与历年最低水位变幅的适当比例划分其它水位级的方法.     

盐岩三轴压缩破坏与声波声发射特征试验研究

利用岩石声波-声发射一体化测试系统与应力加载装置,系统地研究了三轴压缩试验中盐岩的变形破坏特征与声波声发射活动规律。结果表明：（1）三轴加载试验中,盐岩的破坏过程分为压密与弹性压缩阶段、裂纹产生与稳定增长阶段、裂纹加速增长阶段和应变硬化阶段。阶段Ⅰ中,盐岩纵横波波速略微上升,并伴随少量的声发射事件;阶段Ⅱ中,盐岩的声发射活动开始活跃,超声波波速稳定;阶段Ⅲ和阶段Ⅳ中,岩石的声发射事件数量大幅度上升,纵波波速保持稳定,横波波速呈现明显地下降趋势。（2）盐岩的声波与声发射特征与试验围压应力密切相关。围压水平越低,受载盐岩破坏过程中的波速变化率越大;围压水平越高,盐岩超声波波速变化率越小。根据对试验数据的分析,当盐岩轴向应变达到10%,围压条件为5、10、15、20 MPa时盐岩的声发射事件数量分别为16 271、8 764、3 041、906个,围压对盐岩破坏过程的声发射活动有较大的影响,显示了围压致密效应。     

超声波钻探设备的研究进展及建议

传统钻探技术受限于高轴向力和扭矩的需求,高功率的消耗和沉重的设备。超声波钻探作为一种新型钻探方法,弥补了传统钻探技术的诸多不足,有着广阔的应用前景。尤其在低重力、设备质量限制严格的外星探测领域体现出巨大的优势。首先介绍了超声波钻探设备的发展,然后通过分析现有的超声波钻探设备,重点分析一种外星探测方案的超声波钻探设备,总结出超声波钻探技术方法在外星探测的可行性及应用发展方向。     

利用钻孔超声成像的图像特征进行岩石风化程度分类

钻孔超声成像方法能精确地反映井壁的光滑情况, 进而判断岩石的风化发育程度, 确定风化层的厚度。阐述了钻孔超声成像的走时和振幅图像特征, 给出了1个在香港地区的应用实例。     

岩土超声波测试研究进展及应用综述

超声波在岩土介质中传播时携带了许多与岩土物理力学性质有关的信息,这些信息可综合反映到声学参数如超声波速、衰减系数、波形、频率、频谱及振幅等的变化上,根据这些参数可反演得到岩土体的物理力学指标及细观结构特征,从而解决一系列的岩土工程问题。首先对超声波无损检测可以解决的岩土工程问题进行了概述。其次系统地阐述了土体和岩石(体)超声试验的研究进展:土体强度参数声学特性的试验研究、土体微结构参数的超声探测、岩石强度参数的超声测试研究、超声波速在岩石破裂方面的应用研究、超声波声波衰减在岩石材料中的应用、超声波速度和衰减各向异性的研究及超声波流体流动试验的研究。最后,笔者将超声波测试拓宽到土石混合体研究领域,探讨了不同含石量试样的波速和衰减规律,以及损伤声学参数对试样在单轴压缩作用下裂纹扩展的细观损伤特性的研究,更进一步说明了土石混合材料即不有别于土也不同于岩的特殊性。在以上研究基础上,基于超声波岩土试验国内外研究动态的总结,对其未来的发展趋势进行了展望。     

超声波层析成像在桩身结构完整性诊断中的应用

应用声波在桩身中传递的网格法射线追踪原理,采用逐次线性化迭代与带阻尼最小二乘QR分解相结合的超声层析成像方法进行图像重建。通过预设置缺陷的模型桩测试,对基于超声波速和特征阻抗的层析成像结果进行了分析验证。结果表明,超声层析成像技术应用于基桩完整性诊断中,可判定灌注桩桩身缺陷的位置和形状大小,并能达到较高的精度。特别是基于特征阻抗的层析成像,为基桩完整性的定量诊断提供了精确的数据平台,在基桩完整性诊断和对缺陷的工程处理方面具有较高的应用价值。     

智能化桩基超声波CT检测系统研究

提出智能化桩基超声波CT检测系统是超声波检测技术发展的方向。它主要通过跨孔扇形检测得到数据,CT智能反演成像得到图像,分析得到缺陷情况。这里系统地介绍了智能化桩基超声波CT检测系统的形成、理论基础、关键技术和应用情况, 引入了模拟退火反演的理论,分析了两者的相互关系。经工程实例验证,超声成像技术能较好地反映桩体内部缺陷情况,包括大小、严重程度,且结果直观。     

水中有机污染物的超声处理技术发展研究

超声技术在处理水中有机污染物的应用近年来受到越来越多的关注。与常规处理方法相比,超声处理技术高效省时,对众多难处理有机污染物具有良好的降解作用。结合近年来超声技术处理水中有机污染物的研究进展,通过介绍超声降解有机污染物的原理、方法及其应用,最后对水中有机物的超声处理技术的发展趋势进行了展望,指出高效、省时的超生空化技术...     

超声波透射法在输电线路基桩检测中的应用

通过输电线路基桩质量检测工程实例,介绍了超声波透射法在基桩质量检测中的应用,并就目前超声波透射法中基桩质量评判依据(声速临界值、波幅临界值、PSD值)及实测波形的评判优点和存在的问题进行了分析和探讨.     

应用超声波法和陆地声纳法测量松弛带厚度

介绍了在某工程中将陆地声纳法作为主要方法结合超声波法测量松弛带厚度的一个实例。由于在这项工程中应用超声波法测量松弛带厚度遇到了很大的困难，为了能够很好地完成这项工作任务，选用了陆地声纳法代替超声波法测量松弛带厚度。在全面应用陆地声纳测量之前先做了几组对比试验，确定了它用来测量松弛带厚度的可行性。通过在这项工程中的应用发现，两种方法结合使用取得了很好的效果，在按要求完成工作任务的同时还大大提高了工作效率。     

北山花岗岩热破裂室内模拟试验研究

岩石热破裂是高放废物地质处置工程中需深入研究的课题。对我国高放废物重点预选场址甘肃北山的花岗岩开展室内热破裂模拟试验研究,采用多通道温度测试仪、声发射、波速层析成像和数码显微镜等手段研究了该花岗岩热破裂过程。试验表明,（1）热破裂从试件端部开始产生,逐步向内缓慢扩展,表现出分段性和独立性;（2）根据声发射撞击率可将热破裂可分为稳定热损伤、宏观裂纹形成、宏观裂纹扩展、裂纹冷却闭合4个阶段,声发射定位的时空演化规律清楚地揭示了裂纹从试件上端部向内部扩展的规律;（3）波速层析成像指示了宏观裂纹位置及高温对岩石造成显著损伤的区域,热应力产生的损伤集中在试件边界,范围小,损伤严重,高温造成的损伤集中在钻孔附近高温区,范围较大,损伤略轻微;（4）监测多通道温度,获得了试件内的温度场并为数值模拟参数选取提供验证,采用有限元程序进行了热力耦合数值模拟,从机制上初步解释了热破裂现象,研究认为综合声发射实时监测热破裂过程和波速层析成像能实现对热损伤的量化的特性可实现岩石热破裂的动态监测和损伤量化,为今后地下实验室相关试验的开展和认识高放废物处置长期稳定性做了有意义的探索。