石门站单沙及单颗取样位置优化分析

由于澧水流域水利工程的梯级开发,石门站测验断面的水沙特性发生了明显的变化,一是受水利工程拦蓄及调控(腾库)影响,中低水位及涨水段含沙量明显减少,高洪下高含沙量量值及出现频次大幅降低;二是不同支流来水的泥沙颗粒粒径不一;三是受石门县城城区河段整治的影响,测验特性发生了较大的变化(尤其是含沙量在断面横向分布上的变化),原单沙及单颗取样位置失去代表性。需要重新对单沙及单颗取样位置进行分析,选择最佳的单沙单颗取样位置,满足《河流悬移质泥沙测验规范》规定"单沙测验方法宜使一类站单断沙关系线的比例系数在0.95~1.05之间"。同时在单样兼作单颗分析水样时,采样方法应满足代表断面平均颗粒级配的要求。     

研究探讨多沙河流悬移质输沙率测验方式

何谓悬移质输沙率呢一般来说,它是指在一定河床与水流组成条件下,该流域水流在单位时间内能够携带并顺利通过河段下泄的悬移质中床沙质泥沙的数量.就我国而言,当期应用较为普遍的同步测流方式不仅测验时间长、测验结果不具代表性且会在该流域洪水期水位变化急剧的影响下无法正常测验,因而存在诸多问题.如何研究探讨出一种适应各种水域水位环境且能够精确测量泥沙资料数据的测验方式已成为当前相关工作人员最亟待解决的问题之一.本文依据这一实际情况,提出一种新型的悬移质输沙率测验方式,并就其在多沙河流泥沙监测中的应用情况作出详细分析与阐述.     

浅谈河流泥沙的运动规律

泥沙在河流水流的作用下,有一定的运动形式,沿河底滑动、滚动或跳跃,这种运动形式称为推移质;被水流挟带随水流悬浮前进,这种运动形式称为悬移质。由于天然河道同一河段流速随时间、沿程发生变化,各河断及各时段在流速较小时,细沙也可呈推移质形式运动;而流速增大时,粗砂也可转化为悬移质。因此,实际情况中推移质和悬移质处于不断调整中,情况很是复杂。本文着重讨论了悬移质泥沙的运动规律。由于脉动,不同瞬时或短历时测量的悬移质含沙量就不会稳定,不能反映它的变化趋势,因此,悬移质含沙量等水文要素的测量应持续一段时间,最好大一个脉动周期。     

径流含沙量测定方法研究

目的径流含沙量是水文测验和水土流失监测中必须测定的重要参数,更是衡量水土流失程度的重要指标,简单便捷的径流含沙量测定方法是目前水土保持监测中需要解决的关键问题之一,这对于实现水土流失量的自动监测和预警,及时准确地把握水土流失强度,进而选择合理的水土保持措施,开展水土流失治理均具有重要意义。方法本文通过采集国内不同省份的土壤样品,利用室内实验,构建了称重法测定径流含沙量的基本原理,提出了计算含沙量的经验模型,探讨了称重法测定径流含沙量精度的主要因素（泥沙比重、泥水样体积、水温）。结果称重法测量径流含沙量的模型精度较高,能满足水土保持监测中径流含沙量测定的精度要求,径流含沙量在5.00 ~ 20.00 g/L时,平均相对误差 < 20.00%;径流含沙量在20.00 ~ 200.00 g/L时,平均相对误差 < 5.00%。泥沙比重对泥沙含量测定结果的影响不显著,可采用水土流失地区表层土壤平均比重（变化范围基本在2.50 ~ 2.70之间）,利用称重法模型计算出径流含沙量。泥水样体积的测定误差是影响称重法测量泥沙含量精度的关键,研制以称重法为基本原理的径流泥沙含量自动监测仪器时,准确测量泥水样的体积最为关键。温度对称重法测量径流含沙量的精度影响很小（P > 0.05）。结论称重法操作简单,精度高,在水土流失自动监测领域具有良好的应用前景。      

紫色土集流桶(池)搅拌取样测量含沙量误差试验

为实现径流小区泥沙监测中集流桶(池)中含沙量的测量的准确计算,采用室内模拟试验,研究搅拌取样测量紫色土含沙量的误差及影响因素。含沙量水平均匀设计为:1、2、5、8、10、20、50、80、100、200、500、800和1 000kg/m~3共13个水平。泥沙水样总体积分别为50和100L,按照设计的含沙量水平制备泥沙水样,进行搅拌取样试验,将测量含沙量与设计含沙量进行对比,分析测量误差。试验结果表明,紫色土用搅拌取样法测得含沙量均小于实际值。当设计含沙量为1~200kg/m~3时,测量含沙量的相对误差在-30%~-50%;当设计含沙量为500、800和1 000kg/m~3时,测量含沙量的相对误差下降到-20%以下,但此时绝对误差最高达-110kg/m~3。泥沙含量和水体体积对含沙量测量结果均有影响。可以通过类似试验方法,建立不同工况下传统取样方法测量的含沙量与实际含沙量的关系,用于校正传统测量方法得到的含沙量。     

悬移质断面平均含沙量测验误差的确定

本文阐述了悬移质断面平均含沙量在悬移质输沙率测验中重要性,并讨论了确定悬移质断面含沙量测验误差的重要性。提出了悬移质断面平均含沙量测验误差确定的具体要求。     

农安三站悬移质输沙率分析

农安(三)站位于长春市农安县境内,为国家级一类站,测验任务种类较多,为了简化农安站的测验手段,提高测站工作效率,以《河流悬移质泥沙测验规范》为依据,对伊通河农安(三)站进行了悬移质输沙率的分析,达到了简化测验方式的目的。为该站实行沙量巡测提供技术支撑。     

基于浑浊度监测山区河流悬浮泥沙含量的试验研究

针对山区河流悬浮泥沙含量监测缺乏实时性的问题,对浑浊度及悬浮泥沙含量进行监测,分析光照强度、流速、颗粒粒径和水体含沙量对浑浊度的影响,建立浑浊度与悬浮泥沙含量的关系模型式。结果表明： 1）光照强度对浑浊度的影响最大,根据二者之间的关系,将光照强度（E）划分为3个区间：E≤6 800 lx、6 800 lx <E≤22 000 lx、E>22 000 lx,对应于3个区间,确定了浑浊度与悬浮泥沙含量的关系模型; 2）水流流速主要影响上层泥沙颗粒的分布,流速为0.16 m/s时测量区域的浑浊度大于流速为0.018 m/s时的浑浊度; 3）泥沙颗粒的粒径大于扬动流速能带动的临界粒径时,其会沉积在渠底,因此,泥沙级配中大于临界粒径的颗粒占比越大,悬浮泥沙含量越小,浑浊度越小; 4）水体含沙量越大,水沙输移过程中携带悬浮泥沙的量也越多,测量区域上层水样的浑浊度越大; 5）采用本研究确定的浑浊度与悬浮泥沙含量的3个关系模型,预测得到的悬浮泥沙含量与实际悬浮泥沙含量的平均相对误差分别为7.22%、10.00%、8.58%。根据在自然条件下不同光照强度区间测得的浑浊度,可以得出该测量区域的悬浮泥沙含量。由于浑浊度可以现场连续、快速测得,所以将此方法引入山区河流悬浮含沙量实时监测是可行的。     

泥沙级配对迷宫流道滴头堵塞及毛管内泥沙沉积的影响

【目的】设计对不同泥沙级配的浑水进行滴灌试验,为泥沙机械组成对滴头堵塞的影响过程研究提供理论参考。【方法】采用短周期法,设计了粒径小于0.1mm的3种不同级配泥沙(编号分别为A、B、C,其0.03mm,≥0.03~≤0.05mm,0.05~≤0.1mm粒径泥沙所占比例分别为58.38%,27.17%,14.45%;48.50%,13.20%,38.30%;20.13%,23.55%,56.32%)及3种不同含沙量(0.5,1.0,1.5g/L)组合的滴头抗堵塞试验,分析了毛管中沉积泥沙的位置与粒径组成及滴头流量与含沙量的变化。【结果】当含沙量不大于1.0g/L时,泥沙级配C最易造成滴头堵塞,而级配B次之,级配A最不易造成滴头堵塞;当含沙量大于1.0g/L时,泥沙级配对堵塞的影响有所降低。当毛管上的滴头发生严重堵塞时,毛管内的淤积泥沙主要分布在毛管中段0.6~1.0m处,未发生堵塞或者发生非常轻微堵塞的毛管泥沙淤积主要分布在毛管尾端。粒径0.05~≤0.1mm的泥沙最易沉积在毛管内,而小于0.03mm的泥沙颗粒最易随水流排出滴头。【结论】泥沙级配是影响滴头堵塞的主要因素,当大于0.05mm的泥沙颗粒含量较高时,非常易造成滴头堵塞,泥沙级配对其在毛管中的淤积位置影响较小,但对泥沙淤积量有一定的影响。     

基于完成端口技术的大面积水域溶解氧含量监测系统设计

针对大面积水域溶解氧含量监测系统,设计了基于C/S模式的监测系统软件架构,应用完成端口通信技术,对监测系统的服务器进行网络通信优化,使其能够承载大量的数据监测客户端,提高实时数据传输的高效性和可靠性.     

基于3G的在线土壤水分监测系统设计与实现

利用WCDMA全球网络覆盖广、传输速率快和Internet服务器存储量大等特点,设计并实现宽带码分多址和在线技术相结合的土壤水分远程监测系统。包括利用3G开发模块和嵌入式技术研发出的无线远程水分传感器、基于Windows Mobile6.5设计的便携式移动水分监测系统和基于Web的在线数据服务器。通过3G网络建立无线传感器、移动终端与数据服务器的远程无线连接;将无线传感器采集的实时信息发送到数据服务器和移动终端;数据服务器的Web监测系统利用B/S模式实现数据的存储、查询和分析等多种功能;移动终端与数据服务器端还可实现同步访问与适时交互。结果表明,基于WCDMA网络,利用传感器和便携式移动终端发送和接收数据,通过数据服务器存储、查询和分析数据,解决了远程数据监测中传输速率慢、发送距离短、存储量小等数据传输、储存与分析中的难题,可满足精准农业对数据的大量需求。     

基于ZigBee的无线传感器网络在水产养殖中的应用

介绍了一种新兴的短距离、低速率无线网络技术ZigBee,并对其网络体系和拓扑结构进行了分析,重点对基于ZigBee技术的无线传感器网络及其在水产养殖中的应用进行了探讨,提出了养殖水质在线监测系统应用ZigBee无线传感器网络的实现方案。     

头屯河水库淤积变形的一维非恒定数值模拟

在水库一维非恒定水沙数学模型的基础上,运用Preissmann四点偏心差分格式离散水流方程,并用追赶法求解;对悬移质泥沙运动方程,采用相邻时层之间用差分法求解,而在同一时层上求其分析解,不仅可以避免含沙量计算结果的不合理,而且计算量也大大减少,水流方程与泥沙方程用非耦合方法求解;并用该模型对头屯河水库淤积变形进行了验证计算,与实测资料吻合较好.     

长江口悬浮泥沙的MODIS影像遥感监测研究

通过对遥感监测泥沙原理和MODIS传感器特征的分析,应用不同时间的MODIS影像进行长江口及其附近海域的悬浮泥沙监测。结果表明:(1)长江口及其附近海域悬浮泥沙含量较高,其中杭州湾悬浮泥沙浓度高于长江口;(2)长江口及其附近海域水体中的泥沙由再悬浮形成,且冬季泥沙浓度和范围均大于春季;(3)入海径流与海洋动力是影响河口沿岸及近海水域水体悬浮泥沙含量的主要因素,其中海洋动力的潮流和波浪是主导控制因素。     

基于物联网的烤房干/湿球温度集中监测系统设计

为实现烟叶烘烤过程中烤房干/湿球温度数据的实时在线收集。基于农业物联网技术设计了烤房干/湿球温度集中监测系统。该系统由传感器、数据传输与网络通信、监测平台构建3个技术层面构成。传感器用于各烤房干/湿球温度数据的实时在线采集;通过对目前常用短距离无线通信模块对比分析,结合烟叶烘烤环境特点最终选择Zig Bee技术构建各烤房数据传输无线网络,并利用串行通信端口和网关模块实现采集后数据至本地监测平台和云服务器的近、远程传输;监测平台具有用户管理、实时监测、数据处理和储存等功能。经试验,烘烤过程中系统获取干/湿球温度数据的均方根误差RMSE在0. 5以内,数据传输丢包率在0. 8%以下。表明系统数据采集传输性能良好,具有较高的精准度和稳定性,可满足各烤房干/湿球温度的集中监测。     

养殖水体在线自动监测系统的总体构架及特点

养殖水体在线自动监测系统是以分析设备为核心,以互联网为基础的水质在线监测系统,通过监测终端采集数据,基于遥感器和GPS进行数据传输,监控中心通过处理收集的有效数据信息分析水质参数变化规律,为人工、半自动化和自动化养殖提供基础数据,进而完善管理,提高水产品的产量和品质。为养殖水体在线自动监测系统在水产养殖中的推广运用提供参考,介绍了养殖水体在线自动监测系统的监测目标、总体构架及特点。     

水轮发电机组气隙监测系统实现及其在五强溪电厂应用前景浅析

发电机定转子气隙是一项重要电磁参数,定转子气隙的均匀与否将直接影响发电机的电气特性和机械性能。文章介绍了一种气隙实时状态监测方法,利用该方法实现了基于应用软件进行在线监测系统的构建,该系统把电容传感器技术、计算技术相结合,通过数据挖掘的方式分析传感器数据,全面了解机组发电机定、转子初始形貌以及运行过程中定、转子发生蠕变等情况。最后,针对五强溪电厂传统气隙测量方法的不足,指出在线监测的必要性,并对在线监测系统在五强溪电厂的应用前景进行了简要分析。     

基于ZigBee网络的水环境无线监测系统设计

设计了基于ZigBee网络的水环境无线监测系统,该系统由具有多源信息融合功能的水质无线监测节点、无线路由节点、数据网关和上位机监测中心组成,并引入了节点信息多样化采集机制,可对被监测水域实施有效的无线覆盖以及信息的可靠传输,完成对水环境常规指标,如溶解氧、pH、水温的实时在线监测.根据试验结果,在每1 h采集1次的工作条件下,额定容量为1 200 mA·h的电池可使无线监测节点工作1 231 d以上,可以满足对水环境长期自动监测的要求.该水环境无线监测系统具有低功耗、部署简单、组网灵活的特点,较适合于小型河流以及中小面积湖泊、鱼塘的水环境质量的长期在线监测.     

桃江(二)水文站泥沙单断关系分析

桃江(二)水文站为资水干流控制站,水文测验任务繁重,特别是泥沙测验任务大,文章根据《河流悬移质泥沙测验规范》(GB 50159-92)的要求,推求桃江(二)水文站的单沙和断沙关系,并进行关系线检验和误差、精度分析,同时对桃江(二)水文站泥沙特征值进行精度检验分析,为桃江(二)站水文的泥沙间测方案提供技术支持。     

水体溶解氧监测系统中无线通信网络的实现

为了对淡水水体中的溶解氧进行监测,设计了实时在线溶解氧监测系统,采用无线传输模块实现了对大面积水域进行多点、实时和在线监测,重点设计了上、下位机通过无线传输模块进行数据传输的通讯协议。