学者齐聚力,明渠测流方法大盘点

B站影视 2025-02-24 02:09 1

摘要:精准计量是科学管理灌溉用水的前提条件,是当前灌区现代化建设的重要内容之一。明渠作为灌区的主要输水方式,其引水流量的精准测量备受国内外学者关注,明渠测流主要包括水工建筑物量水、堰槽量水和仪器仪表量水。随着电子和信息技术的迅猛发展,仪器仪表量水已被广泛应用,通过仪

精准计量是科学管理灌溉用水的前提条件,是当前灌区现代化建设的重要内容之一。明渠作为灌区的主要输水方式,其引水流量的精准测量备受国内外学者关注,明渠测流主要包括水工建筑物量水、堰槽量水和仪器仪表量水。随着电子和信息技术的迅猛发展,仪器仪表量水已被广泛应用,通过仪器仪表测得点或线流速,根据实测数据将点或线流速转换为断面平均流速,采用流速面积法计算断面流量,因此研究断面流速分布规律、明晰点面流速转换关系,对提高明渠流量测量精度、实现灌区用水可持续发展具有重要意义。

近年来相关学者针对明渠流量计算方法开展了大量研究。邓鰏学等提出的水深-流速-流量法、左建等提出的多垂线法、刘德斌等提出的库容法均有效实现了对渠道流量的精确计算,但是不适用于复杂流态,对于不规则断面的大型渠道或河道测流工作量极大。

范恬等基于圆柱绕流模型和流速面积法,提出了利用横向摆杆式测流装置进行测流的新方法,可精确计算断面流量、提高了测流便捷性,但该方法需较多测点流速为基础;戚玉彬应用能量方程式推求了流量的理论公式,基于量纲分析法分别建立不包含和包含渠道底坡的流量公式,但仅适用于底坡小于1/1200的渠道;周和平等对水深小于1m、水面宽度小于5m的不同类型渠道用流速仪进行测量,应用经验法测量单点中垂线0.633h处流速,流量计算误差均在5%以内,但仅适用于断面规则水流较稳的中小型渠道标准断面;刘鸿涛等用声学多普勒剖面流速仪进行流速、断面面积的测定,应用渠道中垂线0.36h处流速作为断面平均流速,使用流速面积法得到渠道计算流量,测流误差小于5%,但不适用于不同宽深比的渠道。

王宝贺等提出基于水面一点法的非接触式流量计算方法,有效解决了传统流速仪测流难度大的问题,但精度不高;李效贤于广东省东深供水工程渠首太园泵站,首次针对大型渠道,进行了超声波流量计测流与流速仪测流对比试验,结果表明超声波流量计与流速仪测流具有相同等级测量精度。但非接触式测流设备使用高精密的光学、电子元器件,价格较高并且需要定期维护和保养,对安装和使用环境也有要求。部分学者将数学模型及粗糙系数等参数应用到灌区测流也取得的了较好的结果。

袁德忠等针对常用量测水技术构建的网格单元与断面平均流速关系无法准确推求流量这一问题,提出利用H-ADCP对测得的各单元流速,建立与传统量测水技术测得的断面流速之间的关系,基于机器学习构建了支持向量机、BP神经网络模型、极限学习机3种机器学习模型,对8种网格单元分配方案进行了模拟。其中,BP神经网络模型效果最好,但对于高频分量的预测精度较低。

来源:一品姑苏城

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