河口、浅海ADCP定点海流观测资料的比较与整理

ADCP被广泛应用于断面流量测量，具有操作简单、结果直观、信息量大等显著的优点。通过对ADCP定点海流观测与传统流速仪海流观测的对比分析,提出在浅海水文测验中，对ADCP海流观测资料进行整理的一种方法，实现对ADCP观测数据进行选择性的冗余处理。     

声学多普勒流速仪盲区数据处理及其在长江河口区的应用

本文基于边界层理论，在估算声学多普勒流速仪（Acoustic Doppler Current Profiler，简称ADCP）水表和底部的观测盲区流速作了初步探索。根据长江口南港定点观测获取的ADCP潮周期流速剖面数据的分析结果，在涨急和落急阶段整个水层均为边界层，流速剖面呈对数分布。因此，利用卡门-普朗特公式外插，计算ADCP盲区的流速，与在盲区放置的直读式流速仪测得的数据相比，平均相对误差分别为2.3%～2.9%。某些数据点的偏离可能是由于悬沙浓度分布的变化而引起的。     

基于船载式浮动平台的ADCP垂线流速分布测验研究

江河湖泊等自然紊动水体流速数据对水环境和生态研究具有重要意义,针对当前ADCP使用的现状,开展了基于船载式浮动平台的ADCP垂线流速分布测验研究。基于不同水流条件下的现场测验数据,分析了浮动平台上获取数据的可靠性,并对比了脉冲相干和非相干2种测量方式获取的垂线流速分布数据。结果表明,在船载式浮动平台上应用ADCP测验垂线流速分布是可行的。在浅水区,脉冲相干测量方式的精度和垂线的分辨率都较非相干测量方式有显著提高,应尽可能采用脉冲相干测量方式。测验研究结果可供这类浮动平台上ADCP流速测验提供借鉴。     

ADCP在冬季测流中的应用

介绍了ADCP的优点及测量原理。用ADCP有效地解决了某水文站断面与河流流向不垂直及冬季测流的问题。结果表明:①如果不进行流量偏角修正,则流速仪法所测数据同ADCP法测得的数据接近;②流速仪法在测流过程中人为地将流速仪垂直了断面,如果再进行偏角修正,将造成流量偏小;③该站冬季测流时,若使用悬杆测流则不需要进行偏角修正,若采用铅鱼悬吊测流则应该测量流向偏角并对流速进行偏角修正。     

大型深水库流速比测方法研究及比测结果相关性分析

ADCP测流具有快捷、方便等优点,ADCP测流方法、及其与常规流速仪对比测试是一个值得研究的课题,也是全面推进ADCP在测流中应用的基础。国内开展了一些ADCP与常规流速仪在天然河道中的对比测试研究工作,获得了ADCP与常规流速仪测试成果之间的相关关系。由于ADCP与常规流速仪在水库中对比测试的实例较少、缺乏可借鉴经验,因此本文依据ADCP与常规流速仪、动船与定船ADCP在不同调节性能水库中的对比测试结果,初步得出:在水库流速较小的条件下,ADCP与常规流速仪、动船与定船ADCP对比测试相关性较好,随着流速的增大,两者相关性显著提高。     

水平式ADCP在罗定江罗定古榄水文站的应用研究

以罗定古榄水文站为技术研究对象,介绍Flow Quest600H型水平式ADCP在线流量监测系统设备性能及工作原理。通过与转子式流速仪法开展同步比测,收集53组同步流量测验数据,率定流速关系,并进行误差分析,从而探讨流量自动监测系统技术应用在罗定古榄站的可行性与优越性。结果表明,水平式ADCP与流速仪法流量测验结果吻合较好,可为资料整编提供依据。     

应用PGS技术改正ADCP测量误差

ADCP是英文ACOUSTIC DOPPLER CURRENT PROFILES的缩写，中文译为声学多普勒流速剖面仪，目前它已被广泛地应用在我国沿海，内河及湖泊的水文测验中。从ADCP原理着手，通过对河床底部泥沙运动造成ADCP观测误差原因的分析，探讨如何应用全球定位系统GPS技术对其误差进行改正，从而使ADCP的测验精度得到提高。在系统硬件配置上，由于ADCP以走航方式测量都有为其导航的GPS，所以只要通过硬件扩展使ADCP和导航共享GPS定位数据即可，有条件使ADCP测流系统配上测深仪效果更好。     

复合指数模型及其在海流测量中的应用

对海流分层流速数据进行分析,提出了复合指数模型,并将该模型与常见的几个海流垂向分布模型作了适用性比较。复合指数模型参数多,线型灵活,对不同海域、不同水深垂向海流流速分布适用性较好。二次函数法适用于海水较浅的海域。扩展后的对数线性模型适用范围较小,对垂向流速拟合效果较差。在实际应用中,应结合ADCP,把海流垂向分布模型运用到海流流速的测量处理当中。     

基于ADCP代表流速法“1+1”的多平台流量测验比测研究

为提高回水项托河段流量测验精度,有力支撑巡测管理,提出了基于ADCP代表流速法“1+1”的多平台流量测验方法,并在汉江中游干流控制站余家湖水文站进行了应用。“1+1”表示水平式ADCP(H-ADCP)和垂直式ADCP(V-ADCP)方法,即通过收集走航式ADCP实测流量成果与同时段H-ADCP、V-ADCP的测验成果,建立实测断面平均流速与H-ADCP代表流速以及V-ADCP代表流速的相关关系。通过比较不同回归方程的计算精度,确定最优回归方程,并对相关关系定线精度进行检验。结果表明：符号检验、适线检验、偏离检验的结果分别为0.45,0.61和0.34,相关关系定线精度符合规范规定要求,说明基于ADCP代表流速法“1+1”的多平台流量测验方法在余家湖水文站的适用性良好,具有一定的推广价值。     

应用GPS技术改正ADCP测量误差

ADCP是英文ACOUSTICDOPPLERCURRENTPROFILES的缩写 ,中文译为声学多普勒流速剖面仪 ,目前它已被广泛地应用在我国沿海、内河及湖泊的水文测验中。从ADCP原理着手 ,通过对河床底部泥沙运动造成ADCP观测误差原因的分析 ,探讨如何应用全球定位系统GPS技术对其误差进行改正 ,从而使ADCP的测验精度得到提高。在系统硬件配置上 ,由于ADCP以走航方式测量都有为其导航的GPS ,所以只要通过硬件扩展使ADCP和导航共享GPS定位数据即可 ,有条件使ADCP测流系统配上测深仪效果更好。     

大型泵站水泵机组振动信号滤波方法

针对大型泵站水泵机组运行时振动信号易受多种因素影响产生随机误差、噪声干扰,进而影响机组健康状态评价结果的问题,对水泵机组振动信号滤波方法进行分析研究。以南水北调东线某泵站水泵机组运行时机泵联轴器处的振动信号为例,分别使用巴特沃斯滤波器、基于汉宁窗的FIR 滤波器以及基于谐波小波的滤波器3 种滤波方法对水泵机组振动信号进行滤波处理并进行对比分析。结果表明:巴特沃斯滤波器和基于汉宁窗的FIR 滤波结果中存在时域波形的时延和轴心轨迹的连线,滤波不完全,而基于谐波小波的滤波几乎能够完全滤除干扰;对于特定频段的滤波,基于谐波小波的滤波在频段范围比较小的时候优势更加明显。     

南水北调中线工程水位的水动力-神经网络 耦合预测模型

南水北调中线工程通常以闸前常水位调度运行，而水位在闸门调控影响下多数处于非平稳状态，探索其变 化规律对于监测数据和研究方法均有一定限制和要求。监测数据方面，针对大量的高频监测数据选取均值滤波、 滑动平均值滤波、递推中位值平均滤波法、滑动小波变换进行数据预处理，提高数据质量、增强数据预测的可行 性。研究方法层面，以 BP 神经网络模型和长短期记忆（long?short-term?memory,LSTM）网络模型为主体框架，以水 动力模型的模拟数据为辅助支撑，对比单神经网络在不同工况下的预测效果，输出水动力-神经网络组合预测结果。 结果表明：数据预处理是数据分析和预测的必要环节，高频数据滤波处理再预测可以提高数据预测的精度；均值 滤波、递推中位数均值滤波方式对数据预处理的效果最好，指标合理时滤后决定系数（R2）精度均超过 0.95，且均 方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）不超过 0.02，准确性高；基于滤后数据进行模型构建，通过对比数据驱动 模型和数据-机理双重驱动模型的计算结果，R2维持在 0.98 附近，RMSE、MAE 维持在 0.01 左右，耦合模型具有更 好的稳定性和准确性。     

声学多普勒剖面仪(ADCP)在南宁站的应用

介绍了声学多普勒剖面仪(ADCP)的测流原理和流量计算方法,通过ADCP与常规流速仪同步测流进行比测试验,分析计算这两种方法在南宁水文站的比测资料,求出了ADCP与常规流速仪在南宁水文站测流计算的相关方程。     

基于Kmeans-EMD与IWOA-Elman的碾压速度异常值检测与修正

碾压速度是评价压实质量的重要指标,但在监控过程中,碾压速度易受施工环境、定位漂移等干扰而出现异常检测值,影响压实质量的评价精度,但目前还缺乏对碾压速度异常值检测与修正的相关方法研究。为保障碾压速度的数据质量,结合碾压速度的时序变化特征,利用Kmeans算法初步定性检测异常值,弱化异常值对经验模态分解(EMD)结果的影响,并基于EMD实现对异常值的精细定量检测,提高异常值检测的精度;进而利用经混沌种群初始化、非线性收敛因子、自适应惯性权重与鲶鱼效应-黄金正弦改进的鲸鱼优化算法(IWOA)优化Elman神经网络,并构建碾压速度异常值修正模型,实现对碾压速度异常值的修正。将本文方法应用于西南某大型水电工程,结果表明：Kmeans算法与EMD的联合作用相比箱线图法可更高精度地检测碾压速度中的异常值;IWOA-Elman神经网络预测值与真实值的相关系数达到0.907 75,相比常规模型不仅可以更好地确保数据的完整性与可靠性,还可以为压实质量的高精度评价奠定良好的数据基础。     

走航式ADCP在河流测流中的应用

近年来采用走航式ADCP进行河流流量的测量方法已得到了广泛地应用,与传统的流速仪法相比效率更高。以某专用水文站流量观测为例,介绍了走航式ADCP在河流流量测量中的应用,以及与流速仪法测得的结果对比情况。实际施测结果表明,ADCP在流况简单、含沙量较小、河床稳定的河流流量测量中是可行的。但在含沙量大、河底推移质运动明显的河流使用是否可行,以及如何减小误差还有待探讨。     

Assessment of longitudinal dispersion coefficients using Acoustic Doppler Current Profilers in large river

The present paper provides algorithms to be used in calculating longitudinal dispersion coefficients using ADCP data driven by either vertical or transverse velocity gradients in large river, and describes software components capitalizing on these ADCP measurement capabilities to provide the longitudinal dispersion coefficients based on in-situ measurements. The paper couples in an innovative way the wealth of data provided by ADCPs with robust and theoretical algorithms to compute longitudinal dispersion coefficient relying only on actual velocity data, rather assuming horizontal or vertical velocity models due to traditional lack of field data. The paper clearly provides the promise of ADCP data and the associated analytical algorithms for estimating longitudinal dispersion coefficients. We also compared longitudinal dispersion coefficients obtained with the theoretical formula using ADCP with those from the other available alternative empirical formulas, and found that empirical formula overestimated the longitudinal dispersion coefficient in large river. Therefore, further use of the software and the embedded procedures can uniquely support in-situ measurement campaigns designed to document important aspects of the dispersion processes and formulation of reliable knowledge that circumvent the empirical approaches of the past.