申请/专利权人：中国水利水电科学研究院

申请日：2023-07-18

公开（公告）日：2023-10-24

公开（公告）号：CN116929464A

主分类号：G01F1/002

分类号：G01F1/002;G01F1/86;G01C13/00;G01B15/02;G01F23/284

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2023.12.01#实质审查的生效;2023.10.24#公开

摘要：本发明涉及一种河渠冰盖影响下流量实时自动测量方法，包括：冰层钻孔测量垂线流速分布；测量河床地形和水深；获取单位宽度流量；划分过流断面；计算单位宽度流量沿宽度方向的分布；计算第一个冰孔计算的单位宽度流量分布；计算第二个冰孔计算的单位宽度流量分布；计算的各点单位宽度流量的平均值；计算断面的总流量。本发明所述方法利用两个固定冰孔测量河渠冰盖下冰孔所在位置的垂线流速分布，再利用爱因斯坦断面分区方法划分冰盖与河床影响区，采用流管元方法计算不同冰厚和河床高程下的单位宽度流量沿河宽的分布，进而实时自动获取固定断面冰盖影响下的总流量。极大减轻了寒冷气候条件下冰盖上的钻孔数量，提高了效率，具有快速高效的特点。

主权项：1.一种河渠冰盖影响下流量实时自动测量方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：步骤1，冰层钻孔测量垂线流速分布：在选定的冰封断面中间和距左岸0.3倍河宽处凿冰孔两个，测量冰孔位置两条测线的垂线流速分布；步骤2，测量河床地形和水深：是采用冰水情一体化双频雷达量测冰孔所在断面冰厚和水下河床地形高程，计算冰下水深沿河宽方向的分布；步骤3，获取单位宽度流量：对两个冰孔的垂线流速分别沿水深方向积分，获得断面典型位置单位宽度流量qm1和量qm2；其中：qm1为第一个冰孔测量的单位宽度流量，qm2为第二个冰孔测量的单位宽度流量；步骤4，划分过流断面：对河渠冰盖影响下的一个过流的断面，以河渠的宽度为横坐标y，以河渠的深度为纵坐标z，以河渠一侧岸边为1的点为开始，用等间距垂直向下直至河底的m直线等分所述冰盖影响下的过流断面，将所述冰盖影响下的过流断面划分为m-1个条形流管元，并计算各流管元的过流面积、水力半径和湿周；步骤5，计算单位宽度流量沿宽度方向的分布：使用流管元法计算无量纲的单位宽度流量沿宽度方向的分布： 其中，为第k个划分点处无量纲的单位宽度流量，B为河宽，Ak为k点左侧条形单元累计的部分过流面积，Rk为过流面积Ak对应的水力半径，A为总面积，R为断面总体水力半径，y为河宽方向的坐标，为变量对y的微分；步骤6，计算第一个冰孔计算的单位宽度流量分布：利用第一个冰孔实测的单位宽度流量与其无量纲值计算单位宽度流量分布： 式中，为k点采用第一个冰孔计算的单位宽度流量，为第一个冰孔计算的无量纲单位宽度流量；步骤7，计算第二个冰孔计算的单位宽度流量分布：采用第二个冰孔实测的值计算单位宽度流量沿河宽的分布： 式中，为k点采用第二个冰孔计算的单位宽度流量，为第二个冰孔计算的无量纲单位宽度流量；步骤8，计算的各点单位宽度流量的平均值：获得步骤6和步骤7计算的各点单位宽度流量的平均值，得到两个实测点修正后单位宽度流量qk： 步骤9，计算断面的总流量： 式中，Q为测量断面总过流量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国水利水电科学研究院 一种河渠冰盖影响下流量实时自动测量方法

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