鄱阳湖物理模型量测控制系统设计与应用

为更好地开展鄱阳湖物理模型试验研究工作,有必要设计及建设一套先进的量测控制系统。作为国内最大的湖泊与江河实体露天模型,对鄱阳湖物理模型测控系统运行的可靠性以及室外的防雷性能提出了更高的要求。测控系统由模型供水系统、流量控制系统、水位、流速测量系统、尾门控制系统、防雷接地系统等量测子系统组成,简要介绍了各测量子系统工作原理、设计方案及实际应用情况。系统应用现代网络技术及高性能自动化测量仪器,成为测控功能较为完善的大型河工物理模型自动化量测控制系统,可实现模型试验中各种参数的实时采集、控制和数据处理。试验结果表明该测控系统可满足模型试验的测控需求。     

鄱阳湖湖区物理模型量测控制系统

鄱阳湖湖区物理模型量测控制系统由流量自动控制、水位测量、流速测量、尾门自动控制、加沙自动控制、视频监控系统等量测子系统组成测控网络,系统大量应用现代化计算机及网络技术和高性能仪器,成为测控功能较为完善的模型自动化量测控制系统,可实现模型试验各种参数的实时采集、控制和数据处理。     

长江防洪模型量测控制系统的设计与应用

长江防洪模型量测控制系统设计由流量自动控制、水位测量、尾门水位控制、流速流态测量、加沙量控制、动床河道地形测量、影像监控设施等量测子系统组成。对各子系统的工作原理、控制方式、技术特性以及应用效果进行了简要介绍。由于应用计算机及网络技术和高性能仪器,系统实现了模型试验各种参数的实时采集、控制与数据处理,成为测控功能较为完善的模型自动化量测控制系统。长江防洪模型的运行表明：量测控制系统能够满足试验的需求,大大提高了测量控制精度和工作效率,缩短了模型试验周期,不仅提高了试验量测控制水平,也提升了模型科研整体水平,促进了研究成果的突破和创新。     

测控技术在大型模型试验中的应用

以钱塘江河口（含杭州湾）整体模型为例，介绍一些模型试验中使用的国内外先进测量仪器、控制系统及试验设施。着重介绍水泵群变频生潮PID测控系统在模型试验中的应用，详细阐述在大型模型试验中的应用技术。     

深圳河口潮汐模型变频生潮与量测控制系统

深圳河口潮汐模型量测控制系统由水位、流速、流量测量,加沙控制以及生潮控制设备组成。针对深圳河口潮汐模型水流的特性,系统设备采用了高性能的跟踪式光栅水位仪、光电旋浆智能流速仪以及智能水表流量计,采用循环管道加沙,还设计研制了一种基于变频调速技术的潮汐模拟系统。该模拟系统利用工控机与变频器间串口通讯,对试验过程远程控制,实时控制尾门的开启角度及运转速度,调节模型瞬时进出水量,达到准确模拟潮汐波的目的。在模型试验过程中,该测控系统精确度高,稳定性好,解决了可变溢流宽口门准确模拟潮汐的困难,使潮汐河工模型试验量测技术提高到一个新的水平。     

河工模型试验计算机测控系统

水利河工模型试验中，水位、流量和流速测控的传统方法普遍存在测量与控制精度低、试验周期长的问题。针对此问题研制出水利河工模型试验计算机测控系统，并将其成功应用于国家“八五”重点科技攻关项目中的河工模型试验计算机测控系统中水位、流量自动控制和流速数据多点同步采集与处理系统，大大提高了模型试验的测量、控制精度和工作效率，缩短了模型试验周期。     

河工模型智能化测控设计及开发

将人工智能化引入河工模型试验,提出河工模型智能化测控的涵义,建立以“模型自设计、试验自运行、数据自处理”为一体的全自动河工模型试验新模式,阐述了模型设计、试验及数据处理各过程的自动化流程及实施方法。基于VB(Visual Basic)、ASP(Active Server Pages)和JAVA编程语言,开发了适用于电脑、服务器、移动终端等不同应用平台的智能测控系统。以赣江朝阳大桥河工模型为例,运用智能化测控系统自主完成了模型设计、边界控制、数据采集和数据分析,系统自主对比模型流速与原型流速,经人工验证,分析结果准确可靠。     

小浪底水库模型测控自动化系统 建设与应用

本文介绍了小浪底水库模型测控自动化系统建设与应用。该系统可使自然现象复演、模拟和试验成果在可视化的条件下实现实体模型试验过程的自动控制、数据采集和相关管理,提高了模型试验的测量水平,节省了大量人力资源,降低了试验成本,实现了试验数据共享,为黄河模型测控自动化系统的全面建设积累了宝贵经验。     

淮河干流正阳关至涡河口段实体模型自动化测控系统

介绍了淮河干流正阳关至涡河口段实体模型测控系统的总体构成和功能,断面水位与流速测量系统、流量测控系统、闸门、口门及尾门控制系统、行洪区粒子图像测速系统、模型视频监控与语音系统等现场测控系统以及模型网络通信系统、软件系统的技术方案、性能和设备配置概况,以及淮河实体模型新型测控技术研究。     

三峡枢纽上引航道概化模型测控系统

三峡枢纽上引航道局部概化模型，要求在入流条件和边界条件稳定的前提下，模拟上引航道入口异重流运动和由船闸充水引起的往复流水位波动过程。本文提出的模型试验测控系统，实现了全自动测量及数据的计算机处理，能很好地满足模型试验要求。     

赣江中下游河道枯水期水量调度探讨

近年来,赣江中下游枯水流量不断刷新历史最低纪录,给沿江城市经济生活带来较大影响,有必要研究利用中上游水库枯季向赣江中下游河道补水问题。在分析赣江中下游河道径流频率的基础上,确定了分别对应特大干旱、严重干旱、中度干旱和轻度干旱的4个枯水预警等级,再结合城市用水情况、上游水库建设情况,提出了赣江中下游用水户枯季供水优先级和4级枯季供水预警响应预案。预案的提出为应对枯水季节赣江中下游沿江城市应急供水打下了基础。     

不同整治工程条件下赣江尾闾河网水流特性试验研究

赣江尾闾为冲积性多级分汊型河道,分为西河、东河。西河在裘家洲头,分西支和北支;东河在杨子洲头,分中支和南支。近年来人类各类活动使得赣江尾闾水文情势发生根本变化,对下游水资源利用、水生态环境等带来一系列影响。为了研究赣江尾闾综合整治工程对河段水流特性的影响,采用物理模型试验,重点分析了赣江尾闾河道在不同整治方案下的洪水位、分流比、流速分布等对河网河势的影响。试验结果表明:赣江尾闾北支控堵整治方案对各支沿程洪水位、分流比、流速分布影响较大;而南支疏浚、四支建闸的影响较小,南支疏浚后对工程河段内流速分布的影响主要在于主流线向左岸偏移,而对断面最大流速的影响较小。试验成果对优化整治工程方案具有重要参考作用。     

赣江入鄱阳湖北支封堵对尾闾河网水流特性影响试验研究

赣江下游尾闾河道为冲积性多级分汊型河道,主要分为西河、东河,西河分汊为西支和北支、东河分汊为中支和南支。由于水文情势的改变使得赣江水环境和航行条件恶化,拟封堵赣江入鄱阳湖北支以改善水流条件,而对河道的封堵会改变其它支流的水流条件。所以基于物理模型试验,通过分析北支封堵后赣江下游尾闾河网水位、流速、分流比等水流特性的变化,探讨入鄱阳湖北支封堵对尾闾河网水流特性的影响,为赣江尾闾河道整治提供技术依据。试验结果表明:封堵入鄱阳湖北支后,西河分流比减小,东河分流比增大,西支、中支、南支分流比增大,且水位都有所抬高,此外,由于分流比增大,西支、中支、南支部分断面流速增大。     

岗曲河二级水电站消能防冲试验研究

通过模型试验,对岗曲河二级水电站泄洪消能方式、消能工体形和下游护岸措施进行了研究。在此基础上,提出了一种新的联合消能防冲体系(推荐方案),即闸后跌坎+齿坎消力池+钢筋笼防护。试验研究表明,这种新的消能防冲体系泄洪流态良好,消能效果理想,下游护岸安全稳定,成功地解决了该工程的消能防冲问题。     

基于需水调控的赣江流域中下游水量优化调度

赣江流域位于我国南方地区,水资源总量丰沛,但由于其时空分布不均,从而致使在枯水季节各部门需水量持续偏高的情况下,流域内的水资源供需矛盾、上下游用水竞争关系就突显出来。为了应对在降水量减少、来水偏枯条件下赣江中下游地区可能面临的水资源短缺问题,对赣江中下游枯水期的水量调度进行了模拟并对流域的缺水状况及其成因进行了分析;基于上下游的用水竞争关系,建立了基于需水调控策略的水量优化调度模型,并对该模型在提高赣江流域枯水年水资源利用量以及协调上下游用水公平性两方面的显著效果进行了探讨研究。     

黄河西霞院水利枢纽泄水建筑物布置方案试验研究

通过物理模型试验，从库区淤积形态，库区河势，枢纽回水对小浪底水库电站尾水的影响，以及坝下出流对下游温孟滩河段河道整治工程的影响等方面对黄河西霞院水利枢纽泄水建筑物布置的合理性进行了初步分析论证，为西霞院水利枢纽总体布置的规划设计提供了科学依据。     

淮河入流对长江水流的影响分析

通过模型试验,研究长江不同流量遭遇淮河不同流量时长江沿程水位和局部流场的变化。多组水文条件下模型试验结果的分析表明:淮河入流造成长江水域局部水位壅高较多,对长江行洪不利;入流口以上流速减小会加剧洪水期泥沙的落淤,特别会影响三益桥航道的畅通;入流口以下流速增大,近岸流速的增大对长江护岸工程不利。模型试验结果可为扬中河段进口段的河床演变分析以及三益桥航道浅滩成因分析等提供参考依据。     

常熟水利枢纽泵站水泵典型故障分析与改造

对常熟水利枢纽泵站主水泵近年来运行中发生的典型故障进行分析,找到发生故障的原因,通过水力计算和模型试验研究,制定泵装置优化设计方案,指导常熟水利枢纽泵站加固改造。采用理论分析与试验相结合的方法,对原水泵、流道结构以及运行工况等进行分析。通过原型泵的装置数模计算和性能试验,选择合适新的水力模型,并对原泵装置结构进行优化,改善了水流特性。对水泵结构和材料进行了优化和加强,提高水泵的运行可靠性。改造后泵站机组,运行稳定性大大提高,为"引江济太"调水引流的效益发挥提供了的保障。常熟水利枢纽泵站机组加固改造的成功为江苏沿江泵站运行管理和今后的改造,提供了借鉴。     

黄河下游断流初步分析及缓解对策

进入９０年代以来，黄河下游河道连续发生断流，且有初始时间提前、时段延长、河段向上延伸的趋势。黄河断流给下游及沿黄地区带来不利影响，对黄河下游防洪和生态环境也造成威胁。要避免和缓解断流发生，必须大力开展节约用水，实现国务院批准的分水方案以法管水；在枯水年、枯水季节对水资源实行统一调度；积极兴建干流调蓄工程，提高黄河水资源利用的整体效益。