走航式ADCP在洋山深水港区悬浮泥沙观测中的应用研究成果简介

正1、项目背景上海国际航运中心洋山深水港,建设在长江口和杭州湾交汇处南汇嘴外约30km的崎岖列岛小洋山一侧。工程所在地为多岛屿、多汊道、强潮流、高含沙的自然环境,水流流态复杂,在宽阔的西口门和窄深的东口门,以传统方法同步开展悬移质输沙率监测难以实现。为此,开展本课题的科技攻关工作。2、项目的关键技术2.1研究思路输沙率测验在水文泥沙学术界一直是个难题,传统方法存在费用高、周期长、受现场条件影响大     

部分流量权重系数法推求断面平均含沙量在黑河中的应用

采用部分流量权重系数法推求断面平均含沙量在黑河莺落峡水文站、札马什克水文站,其原理源自于部分流量加权法,采用对测站施测资料分析计算,得到各测线之间部分流量权重系数,通过计算可得到断面平均含沙量,利用此方法能够快速完成悬移质输沙率测验,减少流量测次,降低成本,为高洪水抢测沙峰提供技术条件。     

河道工程对水文测验工作的影响分析

近年来,在洮河上不断修建小型电站,以岷县水文站测验断面上游水电站对该站观测带来的影响为例,选取岷县站2009年4月12～19日水位自记记录资料进行分析计算,其水位变幅一般在0.41～0.59m之间,调节时间最长达14.1h,用算术平均法和面积包围法计算的日平均水位进行比较,4d超出允许误差,最大误差达-0.10m;用面积包围法和算术平均法分别计算日平均流量进行比较得出,用算术平均法计算的日平均流量多数较面积包围法计算的日平均流量偏大,最大为+13.3％,小于面积包围法的偏小达-20.4％,电站调节最大水量为367.0×104m3,最小调节水量为167.0×104m3,日调节水量占来水量百分比最大为71.0％,最小为35.7％;电站建成前泥沙单样取样次数多,含沙量、输沙率、输沙量大,建成后泥沙单样取样次数减少,含沙量、输沙率、输沙量变小,主要是泥沙在电站库区沉降,致使来沙量减少.鉴于以上影响,只有加大水文资金投入,改善测验条件,更新水位监测仪器,更改水位观测段制和增加水位观测次数,就能够减小由上游电站运行影响带来的测验误差.     

长江口北槽悬沙输移机理分析

运用通量机制分解法对长江口北槽深水航道的实测水文泥沙资料进行了分析,将悬沙通量分解成了8个动力项,从平流输沙、潮泵效应输沙和垂向净环流输沙三方面综合分析了长江口北槽的悬沙输移特征。研究结果表明:在水文资料实测年份时,北槽输沙主要来源于上游来沙;平流输沙项占总体净输沙的比重最大;潮泵输沙所占比例较小;航道内的各测点的垂向净环流输沙主要受欧拉余流控制;深水区悬沙含量垂向变化明显,河口浅水区,表底余流方向不同,垂向净环流输沙作用增强。     

推移质低输沙率

针对泥沙运动统计理论建立的推移质低输沙率公式进行了系统的描述,讨论了以拖曳力和平均流速为主要参数的两类推移质输沙率公式.指出了两类公式存在的问题.在揭示推移质输沙机理的基础上,提出影响输沙率大小的主要因素是泥沙输移的强度效应和速度效应.尽管各类输沙率公式都可以归结为这两个因素的共同作用,但只有考虑泥沙运动的随机因素才能正确概括泥沙起动时的低输沙率过程,才能明确起动时低输沙率的物理机理.     

黄河下游河道输沙用水量研究

从上游来水来沙状态、下游河道输沙目标、下游河道水流输沙能力和水利枢纽调控调度4个层次分析了黄河下游河道输沙用水效率。根据1950－1997年期间的实测资料，分别讨论了黄河下游不同河段在自然、受控、复杂和异常状态下的输沙用水量。在各种状态下根据河道和输沙特性的差异，分别按照均衡和平衡输沙目标计算了下游河道输沙用水量。在设定输沙目标下，以年内不同时段水流挟沙能力为依据，对比了可能提高输沙用水效率的不同调控方案，例如在汛期或7－8月输送全年泥沙的方案等，以便减少黄河下游输沙用水量并缓解黄河水资源的紧张趋势。这些方案有可能通过水利工程枢纽的调控来实现，为此中给出了不同状态下均衡、平均输沙用水量可调控的阈值。     

洪水输沙对洪泛区湿地影响初探

从物质的迁移、转化和人类活动等方面探讨了洪水输沙对洪泛区湿地的影响,简介了国内、外洪水输沙研究进展,并结合我国国情,提出了关于洪水输沙对湿地影响研究的一些建议。     

关川河大羊营站悬移质输沙率的间测分析

根据大羊营水文站2009年~2013年的实测悬移质输沙率资料,按照《河流悬移质泥沙测验规范》(GB50159-92)规定的方法分析历年综合单断沙关系线。通过对所定历年综合单断沙关系线进行符号检验、适线检验和偏离数值检验,确定历年综合单断沙关系线定线合理,分析出该站历年综合单断沙关系换算系数为1.00,并将分析年份单断沙关系线套绘于历年综合单断沙关系线图中,各年单断沙关系线与历年综合关系线相比,偏离值均为0,在规范规定最大偏离值±5%以内。因此,大羊营水文站悬移质输沙率可以实行间测,间测期间可只测单样含沙量,并用历年综合关系线整编资料,整编时单断沙关系换算系数采用1.00。     

江苏辐射沙洲海域推移质输沙率计算与分析

根据江苏省辐射沙洲潮流水道33个站次连续两个潮次的潮流、底沙实测资料,利用比较分析与拟合研究方法,对各潮流水道的推移质输沙率进行了计算与分析,明确了辐射沙洲主要潮流水道涨潮、落潮、全潮平均推移质单宽输沙率和输运路线;分析得出了1 m深流速流向和临底层流速、垂线平均流速有很好的线性关系;拟合构建了江苏省辐射沙洲海域主要潮流水道相应的推移质输沙率流速表达的动力关系式。利用4#~20#站位测量数据及对应计算结果计算拟合得出了西洋水道、豆腐渣腰门水道、陈家坞槽水道的推移质输沙率流速关系式。拟合得出了21#~24#站位所在水道的推移质输沙率计算式,得出了沙洲中心浅滩汊道推移质输沙率关系式;发现推移质输沙率流速表达式在辐射沙洲三个不同区域是有差别。最后利用33个测站的水文测量及计算结果得出了辐射沙洲的整个海域的推移质输沙率计算式。推移质输沙率能用流速很好的表达,一是方便于计算应用,二是可反映内在动力机理。     

风速及碰撞恢复系数对风沙流输沙率沿流向变化规律的影响

利用数值方法模拟研究了双流体模型中风速和碰撞恢复系数对风沙运动的影响。结果表明：在相同风速下,沙粒粒径越大其输沙率饱和值越大,饱和距离越长;在相同粒径下,风速越大其输沙率饱和值越大,饱和距离越大。当碰撞恢复系数不同时,输沙率沿流向的变化趋势相同,碰撞恢复系数越大,输沙率饱和距离越短;碰撞恢复系数相同时,粒径越大,风沙流输沙率饱和距离越长。     

几何画板在正弦稳态电路分析中的应用

通过两个典型算例介绍了几何画板在正弦稳态电路分析中的应用.采用几何画板辅助画相量图的方法对算例进行了具体分析,并利用其强大的度量和计算功能,得出了所要求的运算结果.事实表明,此方法不仅能够摆脱手工画相量图所需要的复变函数复杂的相关知识,而且当参数改变时能够直观地看到参数对电路动态性能的影响.     

地基GNSS-R功率测量应用中的天线方向性影响分析

全球导航卫星系统反射信号遥感技术（global navigation satellite system reflectometry,GNSS-R）地基功率测量应用中,信号接收天线对于背向同极化和各向交叉极化信号的抑制并不理想.为了分析天线方向性对于目标信号相关功率测量的影响,以右旋圆极化（right hand circular polarized,RHCP）直射信号接收天线和左旋圆极化（left hand circular polarized,LHCP）反射信号接收天线为例,建立了实际天线接收信号的相关功率模型,确定了实际信号相关功率的概率分布以及数字特征,在仿真信号相关功率的数字特征的基础上计算了相关功率的相对偏差和离散系数并进行了分析.结果表明:天线方向性的不理想会造成目标信号相关功率测量误差,RHCP天线方向性仅在低卫星高度角范围内对直射目标信号相关功率测量有较大影响,而LHCP天线方向性在整个卫星高度角变化范围内都对反射目标信号相关功率测量有显著影响.      

空气过滤器性能试验台喷嘴流量测量误差分析

根据误差分析理论对空气过滤器性能试验装置的喷嘴流量测量进行了系统误差分析计算.分析结果表明:喷嘴直径加工精度对整个喷嘴流量测量装置的误差影响较大,在相同风量下喷嘴的开启组合方式对应产生的测量误差也不尽相同,应适当选用较小直径的喷嘴进行测量以减小误差,同时需要对喷嘴的加工精度进行验证;压力差仪器精度对喷嘴测量误差影响最大,因此应尽可能选用高精度的压力差计;相对而言,干球温度计与大气压力计的精度对喷嘴流量测量误差较小,宜选用稍高精度等级的干球温度计与大气压力计;静压力计与相对湿度的测量仪器的精度则要求不高.     

霍耳探头的自生磁场对磁场测量的影响

在采用霍耳探头测磁场时，必须考虑到探头的自生磁场所引起的测量误差。利用毕奥沙伐定律和镜像法证明了自生磁场对测量螺线管的磁场所引起的误差不能忽略；对测量电磁铁气隙中的磁场的误差可以忽略。     

织物风格评价的灰色研究

对于织物风格评价这一灰色系统的评价问题,可以用灰色关联分析的方法来评价织物风格的优劣,评价仿真织物的近似程度,并可用灰色关联度作为风格值的量值。另外,还可用构造造近优复合灰元模型求解近优良的方法来评价织物。     

皮肤位移对人手运动图像三维检测精度的影响

为研究皮肤位移对人手运动三维图像检测精度的影响 ,对食指 -拇指对捏运动过程进行了测试、分析。并在此基础上 ,利用人手运动三维图像实时检测装置 ,进行了标定实验 ,取得了较为理想的测量效果。分析表明 :1)在进行手指一般运动分析时 ,如果在手指上选择优化的标志点粘贴位置 ,标志点族的面积和长度相对变化量小于 5 % ,皮肤位移产生的影响基本可以忽略不计 ;2 )皮肤位移对各指节测量精度影响有所不同 ,远侧指节误差较小 ,近侧指节产生的误差较大 ;3)当对捏指的屈曲角度增大 ,对捏运动周期百分比达 6 0 %时 ,皮肤位移对检测精度的影响快速增大。     

配电网集成负荷估计和状态估计

负荷估计和状态估计对于配电网的管理和控制非常重要．文中提出了一种集成的负荷估计和状态估计框架．一方面提出了一种基于连接机制的事例推理新方法(CBCBR)用于解决配电网节点负荷估计问题,分别介绍了CBCBR的原理、结构、混合学习算法和实际应用,CBCBR具有快速、增量式、自适应学习能力；另一方面提出了一种抗差状态估计方法,同时实现了结构空间和量测空间的抗差．抗差状态估计器使用CBCBR的输出作为输入的伪量测量,同时CBCBR可使用抗差估计器的输出改善其自身性能．所提集成的负荷估计和状态估计框架能有效抵御坏数据的影响,并可实现自适应性调节．使用33节点系统测试所提方法,所用节点数据来自实际系统,算例结果证明了读方法的有效性．     

用因子分析法确定工程机械驾驶室尺寸综合因子G

借助三维H点人体模型,对61辆工程机械驾驶室内的9项尺寸进行实际测量,把测量值作为原始数据,采用多元统计分析理论中的因子分析法对其加以分析和处理·找出了与驾驶员手伸及界面密切相关的驾驶室尺寸综合因子G及其得分公式·G值可用于工程车辆驾驶室的设计以及检验现有车辆驾驶室内操作钮件布置的合理性     

随钻D-T中子孔隙度测井低灵敏度和岩性影响校正方法研究

为了提高随钻氘-氚(D-T)中子孔隙度测井的测量精度,通过研究其在多种岩性、孔隙度地层中的响应,对比与化学源的响应差异,分析所测孔隙度灵敏度及精度偏低的原因,并提出对应的校正方法。结果表明:由于D-T源能量较化学源高,地层密度对含氢指数测量影响增强,使得随钻D-T中子孔隙度测井地层孔隙度灵敏度偏低,且受到泥页岩效应的影响较大;密度校正后,地层孔隙度灵敏度显著提高,且受到岩性的影响降低,尤其是泥页岩效应几乎被完全消除。因此,通过对随钻D-T中子孔隙度测井结果的校正,测量灵敏度和精度都得到大幅提高,可以较好地替代化学源测量地层中子孔隙度。     

利用弦振动实验仪测量金属丝的杨氏模量

将弦线振动的研究规律与伸长法测量钢丝杨氏模量的原理相结合,设计出一种用弦振动仪测量金属丝杨氏模量的新方法。从测量结果可知,所测金属丝的杨氏模量与其标准值相比,误差非常小,说明利用文中的设计方案来测量金属丝杨氏模量确实可行,该方案一方面拓展了弦振动仪的使用,另一方面又为测量金属丝杨氏模量提供了一种新方法,具有一定的应用和参考价值。