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水文监测中的新科技

来源:中游局技术管理室 时间:2020-08-24 作者:魏猛 王佳妮 卓思佳 编辑:卓思佳

入汛以来,长江流域降雨过程频繁,干流及多条重点支流发生编号洪水,长江委水文中游局辖区内洞庭湖澧水、沅水、松滋河、长江中游干流和陆水流域相继发生了特大洪水过程。本次洪水过程中水文中游局共有41个站点超警,16个站点超保证水位,中游局职工齐心协力抢测高洪,获得珍贵的第一手资料,取得了阶段性的胜利。

抢测高洪不仅需要精神,更需要先进的科技手段。为贯彻长江委水文局加快水文现代化建设的总体要求,推进水文测报能力的进一步提升,2020年6月至7月在长江3次洪峰期间,水文中游局抓住高水位、高流量时机,开展了多种新技术新仪器的比测试验与应用尝试。

无人机测验系统

7月15至16日,中游局在汉口水文站开展了无人机测流高洪比测试验,比测试验按照汉口水文站测流断面和垂线的坐标,进行水面流速、水位的测验,并将视频实时回传,生成统计表。为了检验此设备的稳定性和复杂天气下的适应性,比测分别在大雨、大风和夜间时段进行。

比测期间,流量断面水位在28.30-28.50米(超出警戒水位约1米),流量在53300-54300m3/s范围波动,测流断面水面宽约2010米。试验采用的无人机水位流量测验系统由六旋翼无人机携带雷达流速仪、平板雷达水位仪以及两轴增稳云台等设备构成。续航时间约40分钟,距水面高度可任意调整(通常控制在10米),并加强了防水处理。

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视频流量测验系统

该视频系统采集河流表面图像后,通过图像分析水面泡沫、树叶、波纹影像等,获得断面流量。可实现图像信息稳定的定时采集、流量数据的实时监测。

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雷达波流量测验系统

2020年6月至7月陆水流域发生较大洪水,中游局在洪峰期间,分别在崇阳和百霓桥站进行了雷达波流量测验系统应用尝试与比测试验。雷达波流量测验系统和传统的转子式流速仪共同步施测流量测验24次,流速测验3次。

根据比测结果分析,转子式流速仪与雷达波流量测验系统实测流量大致符合函数关系,高洪测验应用效果较好,下一步中游局会考虑调整比测方案,优化雷达波流量与流速仪实测流量关系,使其达到测验规范要求。

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缆道雷达测流系统操作软件界面

全数字超高频雷达测流系统

全数字超高频雷达测流系统安装在中游局仙桃水文站,并与传统流速仪法开展了比测试验工作,以探索国产超高频雷达测流可行性及适用途径。

比测试验分为表面流速比测与流量比测,截至目前,表面流速共比测共30次,涵盖高中低三个水位期;流量比测共82次,涵盖高中低枯四个水位期,比测期间水位变幅7.07m,流量变幅3905m3/s。

下一步中游局会针对其定位误差、测速区域与比测测点不一致等引起的流量精度低的问题,以及雷达系统的算法开展研究,提升其测流精度。

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电波流速仪

电波流速仪作为非接触式高洪时期应急流量测验设备,方便携带,测验快捷,开展比测工作,主要是为确保其测验精度的可靠性。7月,在中游局益阳分局小河咀站超警戒水位和南咀站达保证水位期间开展了多次比测试验。

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总而言之,近几年的比测工作中发现,新仪器新设备在水文监测中优势和不足并存,未来,水文中游局将继续在现代化、信息化水文测报的路上探索。

责任编辑:郑力
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