河工模型自动加沙控制系统设计与应用

河工模型进口悬移质加沙，多年来一直运用人工控制方法，为提高加沙精度和自动化水平，在南水北调穿黄工程河工模型上，设计了开发启动加沙控制系统，该系统以计算机控制技术为核心，辅以机电技术和阀门结构设计，实现了对整个试验过程的实时加沙控制，实际应用后，效果良好，具有推广价值。     

新型潮汐河工模型测控系统

本文介绍了一种改进的新型测控系统，系统充分利用了现代微机的性能，集控制与采集于一机，软件均用Ｃ语言编制，有一套完整的测控与成果整理程序。以图形化的监视方式，将控制过程的跟踪轨迹，实时地显示在屏幕上；并采用多页图形技术，把控制与采集数据分页显示，可随意切换屏幕画面，及时观察运行状态。木系统的水位采集用并行输入方式，流速则采取主从方式。以８０３１单片机作为流速传感器的软件计数器，再以串行多机通讯方式，把数据传送给主机（ＩＢＭ—２８６—４８６）。操作简便，效率较以前系统大为提高。     

大型潮汐河工模型试验控制系统设计及应用

已有的长江河口段模型控制系统,上游采用量水堰+扭曲水道进行流量控制,下游采用潮水箱和尾门进行潮位控制,通过485有线通讯方式采集数据。针对原有控制系统老化、量水堰控制流量时试验准备时间长、扭曲水道占用试验场地、485有线通讯设备布置较为困难的特点,考虑到大型潮汐河流模型河口边界条件复杂、长河段、受径潮流的共同作用,对模型布置和自动化控制系统进行了研究。将网络技术、无线通讯技术和模块化设计成功应用于长江河口段模型的控制中,形成由供水、径流流量控制、下游生潮控制等模块组成的标准化、模块化、无线化、智能化和远程化的控制系统。分析结果表明,标准化的新控制系统重复性好,控制精度高于现有规范要求;模块化设计的系统工作稳定、维修方便;智能化和远程化的控制系统操作简便;无线通讯的试验设备布置方便。新的径流控制系统占用模型试验场地少、试验准备时间短,模型试验效率大大提高。该系统具有很好的推广使用价值。     

黄浦江河口潮汐物理模型控制与测量技术

随着计算机和自动控制技术的发展，河工物理模型控制与量测技术也取得了快速进展．在对河工模型量测与控制技术进行回顾的基础上，以黄浦江河口潮汐河工物理模型为例，介绍了潮流河段上边界采用轴流泵进行双向流量控制、下边界采用潜水泵进行水位控制的新技术．     

潮汐河工模型三角块梅花形加糙试验研究及其应用

通过水槽均匀流试验，研究了三角块不同粘贴方向、厚度、布置间距和水深条件下若干种粘贴方案加糙糙率．根据试验结果，推导了三角块正向、反向梅花形粘贴糙率计算式，计算值与实测值偏差在10％以内．将三角块梅花形加糙研究成果应用于长江河口段模型，模型潮位和流速均与实测值基本一致，模型能较好地复演天然水流运动规律．     

澳门周围水域模型控制与量算系统

采用APPLE—Ⅱ型计算机进行多口门潮汐河工模型的潮汐过程控制与多点水位采集。该系统可以通过软件产生多种潮汐过程曲线,运行周期可以根据需要任意给定,能够进行难度较大的长周期水文系列的模型试验。系统的硬件设计精练,电路比较新颖,操作简便,自动化程度较高,有完善的数据处理程序,使工作效率提高,缩短了试验周期,改善了操作人员的工作环境。     

CAN总线在大型潮汐物理模型控制与测量中的应用

针对采用常规的数据传输技术设计大型潮汐物理模型测控系统时面临布线杂乱、扩展不易、维护困难的问题,介绍了大型潮汐物理模型测控系统中CAN总线网络通信的应用,在双总线冗余设计思想的指导下,对系统的总体结构、节点状态、网络通信协议做了详细的说明与分析。应用结果表明,CAN总线通信的实时性好,可靠性高,达到了较高的性能指标,系统控制和测量的整体效果明显优于规范要求。CAN总线技术能更好地满足大型潮汐物理模型控制和测量的应用需要。     

智能水表在河工模型中的应用

 深圳河口河工模型因占地面积较大,干、支流进口较多且位置分散,不仅给供水系统的布置带来很大困难,而且使得模型设备投资较大。为了解决经费不足带来的压力,要求模型所用流量计既要满足测量精度又要价格低廉。为此,在模型试验研究中首次采用了水表流量计（简称水表）。该水表是一种速度式仪表,具有起动流速低、测量范围宽、重复性好、结构简单、使用操作及维修方便且价格低廉等优点,并具有很好的性价比。水表安装使用时采取了相应的完善措施,经过试验运行表明,该水表满足河工模型试验中的测量要求,并取得了较好的应用效果。     

河工模型量测与控制技术研究进展

对近年来河工模型量测与控制技术在研究进展进行回顾与评述，并介绍了作者的测控系统及其特点，对此类系统的各个主要组成部分，如流量、流速-水位测控和尾门、口门控制等进行比较归类，并简要介绍了作者最近研究成功的红外线流速传感器、分布式流速采集系统以及工控组态软件在河工模型测控系统中的应用效果。     

河工模型相似设计及特殊处理技术

本文从河工模型相似原理出发，由水流对床面产生的拖曳力τ和床面泥沙可动指标ρ′ｇｄ之比，导出适用于底沙的冲积类河工变态模型的变率ｅ，是由模型砂密度来决定的关系式：λρ′＝ｅ２，进而确定了冲积河流的模型设计的变率ｅ＝λＬ／λｈ和λρ′＝（ρｓｐ－１）／（ρｓｍ－１）之间的关系式来进行底沙模型设计。另外对一些特殊模型设计的处理技术作了较详细的介绍，对河工模型设计和试验研究者具有参考意义。     

涌潮水槽全自动化测控系统开发及应用

由于传统涌潮水槽测控系统涉及仪器多、采样频率高、数据量大、涌潮控制与数据测量分离,需要采用多台计算机工作,影响到了数据测控的同步性。基于一体化测控思想,将涌潮水系统涉及的通讯接口全部换为RS485,建立统一规范的通讯网络。开发了涌潮水槽全自动一体化测控系统,实现了涌潮实验与数据测控的同步,解决了涌潮流速、水位快速变化过程中数据同步采集与坐标定位等问题。实例应用表明,新开发的系统测试结果与实际情况相符,并可推广至水流、泥沙及波浪等其它水槽实验中。     

两级微机控制在潮汐模型试验中的应用

本文介绍潮汐模型两级微机控制系统的结构、软硬件实现及数据通信方法，讨论人工智能方法在协调控制中的应用。     

感潮河段水沙数学模型研究与应用

感潮河段的水流和泥沙运动均具有很强的非恒定性,采用有限体积法建立了一套感潮河段平面二维水流泥沙数学模型。模型采用同位网格的SIMPLEC法对水流方程进行离散和求解,较全面地考虑了非均匀悬移质及推移质运动,具有较好的普遍适用性。以长江下游口岸直河段和仪征河段为例,分别对模型作了定床和动床计算,计算结果与实测值符合较好,从而证明了模型的可靠性。     

一维潮流与含氯度耦合数学模型及其应用

针对东江三角洲的实际情况,建立一维潮流与含氯度耦合数学模型,通过对东江下游及其三角洲供水水源工程8个基本布置方案的对比分析,定量计算不同方案对水动力条件、咸潮界的影响。结果表明:该模型能较好地模拟潮流与含氯度的变化,可为东江三角洲河网区河道治理、城市供水工程建设等相关问题的研究提供科学依据及技术支撑。     

平原感潮河网地区一维、二维水动力耦合模型研究

提供了一种复杂地形、水流条件下一维、二维水动力耦合模型的通用计算方法。根据感潮河流地形复杂、河岸弯曲多变、河道狭长的特征,采用有限元法求解一、二维水动力模型控制方程;在一、二维模型连接断面处．利用两种模型模拟的水位、流量相等的条件,实现一、二维模型的耦合。依据该原理,开发了大范围的上海市黄浦江上游地区河网一维与黄浦江干流二维水动力耦合模型,验证结果表明：一、二维耦合模型的设计是合理的。     

一二维联解潮流数学模型在防洪评价中的应用

针对单纯使用一维或二维数学模型难以准确高效模拟大型涉水工程对水域影响的问题,通过利用一、二维联解潮流数学模型,在珠江口某港区码头工程附近使用二维模型,对该区域流场和流速变化范围进行模拟,其余水域采用一维模型模拟。结果表明,工程对珠江东四口门及工程周边水域水位、流速、河道潮量及分流比、潮排、潮灌、排涝等影响不大。结论认为,一、二维数学模型联解计算可以用于大型工程,尤其是海域内大型工程的防洪评价计算,并能够得出较为可靠的计算结果。     

感潮河段大型桥梁营运期水下地形监测研究

桥梁基础冲刷是导致桥梁破坏的首要原因,因而有必要对营运期桥梁水下地形进行监测。以苏通大桥为例,对感潮河段大型桥梁营运期水下地形的监测目的、范围及方案做了详细的介绍。通过对桥区河床地形的多波束监测结果数据的处理和分析并建立桥区数字高程模型,经分析研究,能直观地反映出大桥桥墩基础的局部冲深、主墩周边和桥位区河床的冲淤变化规律。根据研究结果对大桥桥墩基础安全和桥区的河势变化趋势做出科学的预测,为大桥工程的安全运营和养护工作提供决策依据,同时还为相关科研工作提供重要的原型基础资料。     

平原感潮河网水动力模型研究

利用一维Saint—Venant方程组、河网汊点连续方程及边界条件建立了河网水动力学模型；采用Abbott六点隐式差分格式离散控制方程组；求解河网时，将河段方程自相消元，得到以汊点水位为基本未知量的汊点方程组；采用汊点优化编码来降低汊点方程组系数矩阵的带宽以提高计算精度和节省计算耗时。对上海市平原感潮河网进行了合理概化，利用1999年6月～9月的实测水文资料进行了率定，结果表明计算值同实测值吻合较好。