影响许多水利工程设施和水上交通运输的正常运行,也给河流沿岸人民的生命财产和水电大坝安全造成威胁。
可以说,我国是世界上洪水灾害冰凌灾害频发的国家之一。
如1998年长江流域、松花江和嫩江流域发生的大面积特大洪水造成了历史上罕见的水灾,给人民的生命财产造成了严重的损失a北方地区凌汛险情也很严重,一是凌汛来势猛烈,二是地冻未消,取土抢险困难。
据统计,解放前,黄河改道后的百余年间,仅山东境内因凌汛决口就有35次之多,2001 】 太原理工大学硕士研究生学位论文年发生在内蒙古乌海市黄河冰凌决堤以及近年来多次发生的黄河中、下游地段冰凌决堤都给沿岸人民造成很大的损失和痛苦CI.2J。
究其原因,报汛不及时,水情(包括冰情)不明是加重灾害的主要原因。
建设水情自动测报系统是一项投资少、工期短而又十分有效的非土建工程性的防汛减灾措施,已为世界各国所普遍采用。
推广水情自动测报技术,提高防汛减灾管理水平,确保安全度汛、造福人民,已经成为水利工作者的重要职责。
在水情自动测报系统中,冬季水文检测(包括水情、冰情)对于城市蓄水、河道、长距离输水渠道等,是十分重要的。
由于恶劣的检测环境,使得冬季冰下水位检测同样是一个较难解决的水利工程难题。
由于资金投入的不足,以及各种历史原因,目前国内对冰隋检测领域的研究基本处于一种空白状态。
国家水利部水文司虽然于1994年1月l同公布了关于“河流冰情观测规范”(SL59.93)的中华人民共和国行业标硝31,但由于没有可供实际使用的冰生消过程自动检测设备,目前我国北方冰冻地区冬季对冰层厚度、冰下水位的检测完全采用人工凿冰进行,是我国水文自动监测、灾害预警系统的一个“技术、设备盲区”。
具体到河道水文监测方面,虽然现代电子技术、传感技术、通信技术和计算机技术的迅速发展,很大程度上促进了河道水文监测技术自动化的发展。
但是,目前仍然存在以下两方面难题: 1.恶劣环境下对河道水位的监测 由于监测点全部分布在野外,而且河水不停流动且携带大量泥沙,在传感器及现场数据采集处理仪器的选择方面、供电方面、数据的实时传输与通信方式上存在困难。
北方地区的严寒对系统的稳定性也提出了考验,北方结冰地区冬季无法进行正常的水文自动检测与预报,使河道水文不能实现全天候的监测功能 2.冰凌灾害监测与预报 为了解决冰凌问题,无论从理论上还是从实践上,都需要了解冰的生消过程形成规律,这就要求对冰层厚度的连续自动化检测——河道水文的监测内容之一。
可是至今还没有完善的仪器对冰的生消过程方便地进行连续自动化监测。
2 太原理工大学硕士研究生学位论文 本论文主要探讨通过对河道冰厚、水位的检测,进而实现对河道水文的全天候自动监测系统。
同时结合GSM通讯技术和相关的电子信息处理技术与计算机管理软件,完成河道水文信息(本文指河道水位、冰厚数据)的远程调用以及对水文历史信息的存储,计算和数学分析。
河道水文全天候自动化监测的实现,为水文部门解决周边地区水资源严重短缺问题及修复和保护生态环境问题提供了详实的第一手资料,是水利部门在进行水资源管理、洪水预报以及冰凌灾害预报时的重要信息来源和技术保障,为进一步提高水资源管理的现代化程度提供了有效方法和途径。
可以协助政府走出一条建设节水型社会、实现人与自然和谐相处、经济与社会可持续发展的成功之路。
1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状 在水情监测领域,世界上许多国家都投入了大量的物力和财力来对水情实时监测和水资源管理进行研究,以期能更好地利用水资源和提高管理效率。
目前,世界上在这方面取得较好成绩的国家,包括美国、澳大利业等。
以维多利亚州Goulbum-Murray水务局监测和灌溉管理系统为例,维多利亚州的GoulbumMurray水务局是澳大利亚负责Goulbum和Murray流域水资源管理最大的农村水利机构。
它负责管理六大灌区和维多利亚州水资源调度,主要业务是在所有的河道系统建立完善的实时水情监测和管理系统。
其中包括SCADA系统,计算机系统、水情数据库及水资源管理和灌溉供水计划和调度。
对于复杂的GMW水务局河道系统,使用者可以从计算机网络系统上通过数据对河道系统进行管理。
澳大利亚RUBICON公司开发的软件在水务局计算机网络二十多个UNIX和NT服务器上运行。
这一软件管理整个地区40000监测站的数据并系统运行,每个主系统上采用RUBICON的MDLC驱动器运行CITECT的软件。
在冰情监测领域,从文献资料41知,国际上对冰的学术研究组织是“国际冰研究 与 3 太原理工大学硕士研究生学位论文工程专业委员会(SectionofIceResearchandEngineering)”,它是国际水利工程与研究协会(IAHR)地球物理分部下属的第四个专业委员会,成立于1973年。
对冰的科学研究比较活跃的国家主要是地处寒冷地区的国家。
如:芬兰、挪威、瑞典、新西兰、日本、美国、俄罗斯等国家。
美国陆军寒压研究和工程实验室、芬兰赫尔辛基大学地球物理系、芬兰海洋研究所、芬兰和瑞典冰服务中心等都是国际著名的冰研究机构。
在冰隋监测中,最为直观而且重要的指标之一是冰的厚度。
然而,由于检测环境大多处于气温寒冷、风雪交加的野外恶劣环境,使得对冰层厚度与冰冻条件下水位等冰情参数的检测要比一般水情参数(如水位、雨量等)的检测困难的多。
从检测技术应用领域看,目前,国内外测量冰、雪厚度的方法可以归纳为三种类型: 第一类:依靠发射的电磁波、声波等穿透冰层,用其返回到接收器时的时间换算出冰、雪的厚度,属于物理探测技术。
利用卫星、雷达进行海冰监测就属于这一类型。
所以穿透速度是关键指标,但由于冰、雪的性质受到其内部温度的控制,而自然界冰、雪的温度又随气温昼夜发生变化。
因此,与冰性质有关的物理参数是在一定范围的变化值,这样就造成实测方法有较大误差和误差因素的不确定性。
第二类:依靠超声波和激光到达冰、雪界面时反射回来的时间,计算出距界面的距离,也属于物理探测技术。
但实测精度受到局部表面起伏的影响,厚度的变化需要在冰、雪层的表面和底面相对测试才能体现,仰视冰剖面声纳探测冰层厚度就属于这一方法。
第三类:直接钻孔测量。
该方法简单可靠,但需要强体力劳动,因现场条件的限制,无法实现定点定时观测。
国际上对于在冰冻条件下对河道水位检测的资料报道很少。
经资料检索,日本专利 (专利号:GOlF23/30Z7143.2F)提出可在野外环境冰冻条件下对河道水位检测的~种水位测量装置”。
它是一种外形为圆柱形简装罱,上面封口垂直安置于水中,筒内罐入防冻油,其厚度比预计的冰层厚一些,水可从简的下部进入筒中,由于比重不同,防冻油飘浮在水上面,可阻挡冷空气接触水,使筒中的水不结冰,在筒中有水的情况下,由于有圆柱形筒的保护防冻油不会流失,且能在筒中随着水位的变化上下自由移动。
筒内中心部位垂直装一根杆,水位信号检测装置置于套在杆上的一个可移动的圆柱体上,与防冻油层一起随水位的变化上下移动,水位信号由圆柱形筒顶端引出,并由筒外装置 4 奎堕堡三盔堂堡主婴壅生兰堡笙塞输出O-IOV直流电压【5,6】。
一般情况下对冰冻条件下河道水位的检测都需建保温测井或凿冰开洞进行测量。
1.2.2国
上一篇:
狐狸用全价配合饲料软件的设计
下一篇:
加强企业管理力度 提升产品绿色竞争力