无人船测深仪在大断面测量中的应用

水文测验断面的测量又称为大断面测量,是水文测验的基础要求之一。断面测量精度直接影响流量测量。当前水文站普遍在水深较浅、流速较小区域采用测深杆测深,在水深较深、流速较大区域采用铅鱼测深,对测量数据会产生误差,并且存在人员安全隐患问题。以J水文站为例,在断面测量中使用无人船测深技术对水底高程进行测量。与常规测量方法相比,本测量方法具有同步进行定位和测深、实时远程通信、自主航行及自动避障等优点,提高了水文断面应急监测能力。     

落差指数法在沿江大型水闸淹没堰流定线中的应用

水文规范中指出水闸淹没堰流通常采用堰闸流量系数法定线推流,但由于水闸堰流时,上下游水位差很小,水位观读误差对流量的精度产生较大影响,无法满足定线精度要求。笔者结合实测流量资料,引入落差指数法率定水位流量关系曲线,精度完全满足规范要求,可在沿江受潮汐影响的大型水闸中推广应用。     

用平均水深代替水力半径的流量计算误差的探讨

本文通过对用曼宁公式推求流量时,用断面平均水深代替水力半径,给计算的流量成果带来的误差。对不同形状断面的流量计算的误差进行了分析,根据《水文资料整编规范》对水位流量关系水力因素法定线指标,系统误差不超过2%的规定,给出了矩形、等腰三角形、"u"形等不同断面形状可采用断面平均水深代替水力半径进行流量计算的最小宽深比。对用曼宁公式推求流量起到了进一步的指导作用。     

提高水文缆道测深精度的方法

水文缆道测深是水文测验的一个重要组成部分,如大断面水下部分的测量、流量垂线的测深等,经各方面研究分析,其成果的精度是影响水文资料准确性的一个重要因素。可以认为,提高水文缆道测深的精度在一定程度也就是提高水文资料的可靠性。本文主要阐述了如何提高水文缆道测深的精度。     

EKL型水文缆道设备观测资料的对比分析

近几年来,新疆伊犁水文水资源勘测局先后引进6台EKL型水文缆道设备,并分别应用于不同特性的河流,选择沙质河床和卵石河床组成断面的四个水文站进行测深、测宽及流量比测试验,通过对EKL设备的测深、测宽功能及流量实测资料进行统计分析计算,分析了该设备在沙质河床和卵石河床河流上的应用。通过分析得出:河床组成和河床质的分布对测深的影响较大,河床质粒和分布不同,对断面面积测验的影响不同,测宽误差对流量测验精度的影响不大。     

浅谈多波束测深质量控制

多波束测深技术已经成为水下地形测量工程中一种非常重要的水深测量方法.由于多波束测深系统是一套多传感器的综合性测量系统,与传统的测深设备相比,其测深误差具有一定的复杂性和隐蔽性.在测量过程中,仪器设备因素、海况因素、人为因素等都会不同程度地给多波束系统的正常测量工作带来一定的干扰与影响.为了获取高质量、高精度的水下河床扫测成果,必须对多波束系统的整个测量过程进行检查监测和质量控制.     

机载单绿激光水面穿透量估计及测深实践

相比机载双色激光测深系统,机载单绿激光测深系统去除了红外激光发射和接收,仅利用绿激光对水面和水底探测,显著降低了设备成本和重量。因水面具有可穿透性,绿激光水面回波存在不可靠问题,导致测深精度降低。为此,探讨了绿激光水面回波不可靠问题的产生原因,并通过实验对由此产生的高程偏差进行了定量分析,采用统计分析方法对其进行了补偿和修正,改善了单绿激光测深的精度。试验表明:绿激光水面回波不可靠问题引起的高程平均偏差可达24.74 cm,修正后达到了0.28 cm,显著提高了基于单一绿激光水深测量的精度,为大范围浅水测深提供了一种高精度、低成本、高效的途径。     

水位流量关系曲线精度的分析

相对稳定的水位流量关系曲线,一般使用的时间较长,因而对整个资料成果的影响也较大。由于根据实测流量点子所确定的水位流量关系曲线还存在一定的误差,所以有必要对水位流量关系曲线精度进行估算。影响水位流量关系曲线精度的因素主要有测验误差、样本容量、以及布点的均匀     

流速面积法测流误差的初步分析

水文测站流量测验方案的布置和测次安排,往往取决于流量测验误差和定线整编误差的大小。为了经济合理地进行流量测验,以尽可能少的代价,取得数量和精度能够满足使用要求的流量资料,就必须研究流量误差。本文试图将流量测验中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型误差的实测分析资料,同国际标准中有关方法联系起来,对测验误差进行初步分析。(一)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型误差的引入在使用“流速面积法”测流时,必须测量河道的宽度、水深和流速,这三项测量的每个实测值都存在不同程度的误差。鉴于宽度和水深的误差主要由于仪器及其使用情况等引起,本文将不考虑水深和宽度的误差,着重研究由于测定断面平均流速时所产生的随机误差。     

确定水位流量关系曲线的一般性分析

河道断面水位流量关系曲线的确定,是满足推求流量的基础工作。为保证其精度要求,在充分利用、广泛分析实测资料的基础上,重视固定垂线水深、流速的测量,为求在原始测量中削减误差,尽可能利用多种分析方法来确定水位流量关系曲线,有利于指导测验工作,提高测验精度,保证成果质量。     

大水深测量校正方法研究与应用

水库水深测量精度直接关系到水库的防洪安全与蓄水兴利。现有回声测深仪无法应对大水深施测的情况，且测量受到水库水温分层影响。利用回声测深仪配合校正标进行大水深测量的校正方法，能够精确检测到回声测深仪水深测量的误差及差值、系统延时问题等，通过与各级校正标的真值比较、修正，能使测值近似真值,且使误差控制在容许范围内。介绍了水深校正标基本原理、操作方法和步骤以及在水库测深中的应用。     

一种回声测深远程校准仪的研制

为实现回声测深仪主机精确计量检定及远程在线计量检定问题,开发了一种回声测深远程校准系统。采用STM32单片机作为数据采集的核心元件,包括电源供电模块、信号处理接收模块、信号发生输出模块、显示延时控制模块、信号通信交互模块;通信模块通过USB串口、RS485及无线WIFI网络系统,实现回声测深仪主机的远程在线校准和远程交互。试验结果表明:该回声测深远程校准系统检定精度符合国家计量检定标准(最大允许误差为±1%d,其中d为实测水深值),且远程校准测试和现场校准测试误差率在2%以内。该回声测深远程校准仪系统为进一步推广远程在线计量研究打下了坚实基础。     

水环境影响预测中计算参数的确定及敏感性分析

无论采用解析计算还是数学模拟对河流污染混合区开展分析,其计算参数的准确性比选择不同数学模型对预测结果的影响更大,应予以重视。基于宽阔河流污染混合区几何特征尺度的理论公式,分析并提出了采用多年平均枯水期流量确定环境设计流量的方法和考虑排污风险修正系数的排污强度确定方法,给出了河流污染混合区各计算参数正、负误差分别引起的最大长度、最大宽度和面积误差的敏感性排序。结果表明,水深、流速和横向扩散系数的正误差会减小污染混合区范围,而排污强度的正误差则会增大污染范围,而且,污染混合区几何特征尺度的误差变化幅度远超过其计算参数的误差变化幅度,揭示了计算误差的放大效应。     

Three methods for determining the area–depth relationship of Lake Poopó, a large shallow lake in Bolivia

Lake Poopó in Bolivia is a large, extremely shallow lake. The lake surface area is ≈3000 km² at its spill‐over level, although it could dry out at times. The lake water level varies with the regional rains and with the water inflow from the Desaguadero River. This study focuses on using and comparing three different approaches to determine the hypsographic curve for the lake. As the lake is extremely shallow, depth measurements must be conducted from a slowly moving boat using a rod. The accuracy using echo‐sounding of the lake is poor. The second approach, which can be applied because the lake water level can vary considerably, and because the lake sometimes is almost dry, is to relate the lake surface area determined from satellite images to elevations determined from benchmarks on an island in the lake. The third method is an indirect one, in which the change in lake water volume over the period between two satellite images is determined from water balance computations and subsequently related to changes in the water surface area, as determined from the satellite images. Determination of the shoreline for different water levels in the lake is affected by errors related to the tilting of the water surface, and because wind forces the water to move several hundred metres towards the windward shore of the lake during a measurement survey.     

多波束与单频测深技术应用比较

多波束测深系统是目前河道测量中最先进的仪器，它的使用将在防洪减灾、堤防工程监测、水下地形测量等方面发挥巨大的作用。通过对多波束测深系统、单频测深仪及数字测深仪比测实验，分析其误差来源和精度，验证了在特殊的水下地形测量过程中，多波束测深系统配合单频测深仪可以完成测量任务，从而为多波束测深系统应用空间的拓宽提供科学的依据。     

半立方抛物线形渠道正常水深的近似计算公式

针对目前半立方抛物线形断面渠道正常水深计算存在的计算过程繁琐复杂、求解成果精度不高等问题,经对正常水深基本计算方程的变形整理,通过引入无量纲水深及特征参数,采用优化拟合的方法,取标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经逐次逼近拟合计算,得到了表达形式简单、计算过程简捷、实用范围广、便于工程设计人员实际应用的近似计算公式。误差分析及算例计算表明：拟合公式的最大相对误差仅为0.261%,完全满足实际工程的设计精度要求。该近似计算公式为半立方抛物线形断面渠道正常水深计算提供了更加有效的计算方法,具有应用推广价值。     

基于集合卡尔曼滤波的实时校正方法

为减少非恒定水流计算中的不确定性,基于集合卡尔曼滤波提出多变量交替校正的方法。该方法通过交替校正水位和流量,避开了滤波过程中的大矩阵计算,实现了利用观测信息直接校正非恒定流状态的目的;同时,应用尺度转换方法提高水位滤波精度。数值试验重点考察了观测误差和水位变换系数对模型计算精度的影响。结果表明:观测误差越小,模型的计算精度越高;水位尺度变换系数能显著增强多变量交替校正方法的效果,变换系数越大,计算精度越高;基于集合卡尔曼滤波的多变量交替校正方法具有良好的校正性能,能显著提高河道水流的预报精度。     

MD300测深系统在河道地形测绘中的应用

近年来 ,全球定位系统 (GPS)技术迅猛发展 ,由于它具有连续、实时、高精度、全天候的特点 ,使其在诸如测量、定位、导航中得到广泛应用。MD30 0测深系统是在GPS支持下的一种全新的水域地形测量系统。结合长江委荆江水文水资源局对该系统的开发、应用 ,介绍了其结构功能、系统配置及实现方法 ,从实际运用效果看 ,与常规测量方法相比 ,该系统具有定位精确、水深采集准确、自动化程度高等特点 ,是理想的河道测绘系统