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高密度电法在冬季冰面勘察中的应用
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作者 张国强 关镶锋 +1 位作者 滕兆育 翟平 《水利科学与寒区工程》 2025年第1期1-4,共4页
本文采用正演模拟分析的方法,对高密度电阻率法不同装置形式对水下基岩界面的响应特征进行了分析,对高密度电阻率法在冰下勘察的有效性进行了研究;通过工程实践,验证了高密度电阻法在冰上勘察的有效性。对北方地区冬季物探勘察工作具有... 本文采用正演模拟分析的方法,对高密度电阻率法不同装置形式对水下基岩界面的响应特征进行了分析,对高密度电阻率法在冰下勘察的有效性进行了研究;通过工程实践,验证了高密度电阻法在冰上勘察的有效性。对北方地区冬季物探勘察工作具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 高密度电法 正演模拟 冰上勘察
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基于遥感指数与深度学习的黄河冰凌遥感监测识别分析 被引量:3
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作者 宋文龙 冯天时 +5 位作者 陈龙 何倩 胡军 卢奕竹 冯珺 刘宏洁 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2024年第1期28-35,共8页
黄河流域特殊的地理位置和环境因素造就了其复杂的凌情特征,及时准确掌握凌汛期间冰凌变化规律与特点是凌汛监测防治的关键任务。卫星遥感可实现黄河冰凌的大范围快速提取,目前常用的方法有遥感指数与深度学习两类,为验证和对比不同方... 黄河流域特殊的地理位置和环境因素造就了其复杂的凌情特征,及时准确掌握凌汛期间冰凌变化规律与特点是凌汛监测防治的关键任务。卫星遥感可实现黄河冰凌的大范围快速提取,目前常用的方法有遥感指数与深度学习两类,为验证和对比不同方法对黄河冰凌遥感监测识别的有效性,基于Sentinel-2遥感数据,利用归一化积雪指数及其改进形式和U^(2)-Net等三种方法对2023年黄河宁蒙段冰凌进行遥感提取。结果表明:NDSI、MNDSI、U^(2)-Net三种方法的结果分类精度分别为83.42%、87.98%和92.01%;Kappa系数分别为0.88、0.90和0.97;三种方法均对冰凌有较好的提取效果,但指数法对于流凌、清沟等其他类型的识别效果较差,浅滩处提取的边界较为杂乱,U^(2)-Net可以精确区分出清沟,提取冰凌边界的效果更好。 展开更多
关键词 黄河 冰凌 卫星遥感 NDSI MNDSI U^(2)-Net
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静水条件下淡水冰有效导温系数的优化辨识 被引量:12
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作者 白乙拉 李志军 +2 位作者 冯恩民 韩明 卢鹏 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期187-191,共5页
依据天然河冰垂直温度剖面数据,构造了以拟合函数的系数为参变量的分布参数系统优化辨识模型,并分别用指数函数和线性函数拟合了河冰导温系数。对目标函数的优化采用Newton-Raphson算法,对热传导方程和灵敏度方程采用半隐式差分格式迭... 依据天然河冰垂直温度剖面数据,构造了以拟合函数的系数为参变量的分布参数系统优化辨识模型,并分别用指数函数和线性函数拟合了河冰导温系数。对目标函数的优化采用Newton-Raphson算法,对热传导方程和灵敏度方程采用半隐式差分格式迭代求解。利用太原汾河二库天然冰垂直温度剖面数据进行了参数辨识和数值模拟,模拟结果与实测数据相吻合,表明所构造的参数辨识模型和优化算法是有效的。 展开更多
关键词 参数辨识 最优控制 导温系数 河冰
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黄河冰凌近期研究简述与展望 被引量:18
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作者 郜国明 邓宇 +2 位作者 田治宗 李书霞 张宝森 《人民黄河》 CAS 北大核心 2019年第10期77-81,108,共6页
黄河冰凌问题在历史上以危害严重、易致决口、难以防治而闻名于世。黄河凌灾因孕灾环境复杂、突发链发性强、防御困难而成为我国冬春季节大江大河中极为突出的自然灾害。简述几十年来黄河河冰的基础理论、冰凌原型观测、凌情预报和防凌... 黄河冰凌问题在历史上以危害严重、易致决口、难以防治而闻名于世。黄河凌灾因孕灾环境复杂、突发链发性强、防御困难而成为我国冬春季节大江大河中极为突出的自然灾害。简述几十年来黄河河冰的基础理论、冰凌原型观测、凌情预报和防凌减灾技术等方面的部分研究成果,在此基础上探讨了目前黄河冰凌研究需要解决的若干科学和技术问题,初步展望了黄河冰凌研究的趋势。 展开更多
关键词 冰凌 监测 预报 破冰排凌 黄河
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实测冰-水侧向界面热力学融化速率 被引量:8
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作者 王庆凯 李志军 +1 位作者 曹晓卫 闫利辉 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期81-86,共6页
在融冰期的乌梁素海人工挖凿开敞水域以模拟浮冰-水道系统,连续观测冰-水侧向界面的热力学侧向融化。根据实测数据,分析冰-水侧向界面的形状变化和影响融化速率的因素。结果显示,冰-水侧面中部形状近似直线,下部呈圆弧状,上部受气温影... 在融冰期的乌梁素海人工挖凿开敞水域以模拟浮冰-水道系统,连续观测冰-水侧向界面的热力学侧向融化。根据实测数据,分析冰-水侧向界面的形状变化和影响融化速率的因素。结果显示,冰-水侧面中部形状近似直线,下部呈圆弧状,上部受气温影响向内或向外倾斜。气温是影响融化速率的主要因素,平均气温越高,融化速率越大。风速越大融化速率越低,既表现在高风速与低气温往往同时出现,又表现在风速加速了水体蒸发而降低水温。风拖曳表层水体运动,加速迎风侧水体的热量对流,降低水温,降低融化速率;通过二元回归分析建立融化速率、气温和风速之间的关系的相关关系。 展开更多
关键词 热力学 冰-水侧向界面 融化速率 气温 风速 风向
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基于遥感数据的河冰过程解译及分析 被引量:8
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作者 李超 李畅游 +1 位作者 赵水霞 冀鸿兰 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2016年第3期52-56,共5页
鉴于河冰的野外观测受观测技术、条件及方法的限制而无法获得大尺度、长序列的河冰过程数据,而遥感技术可有效完成复杂时空尺度海量信息的收集处理,以Landsat8遥感影像为数据源,通过单波段信息量比较及相关系数、信息熵和最佳指数的联... 鉴于河冰的野外观测受观测技术、条件及方法的限制而无法获得大尺度、长序列的河冰过程数据,而遥感技术可有效完成复杂时空尺度海量信息的收集处理,以Landsat8遥感影像为数据源,通过单波段信息量比较及相关系数、信息熵和最佳指数的联合分析,得到最佳波段组合;采用监督分类的最大似然法对黄河内蒙古段三湖河口河段2013—2014年冬季不同时期遥感卫片数据进行解译,并对解译结果进行分析,从而获得该河段不同时期河冰的生消演变过程及特性。结果表明:应用7、4、3波段组合获得了较高的河冰解译精度,解译影像可以反映大尺度下冬季河冰的生消演变及输移过程,结合气象、水文等数据可以解释典型河冰现象,为河冰的理论分析及机理研究提供数据支撑。 展开更多
关键词 河冰 遥感技术 最佳波段组合 最大似然法 黄河内蒙古段
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乌梁素海湖泊冰生长过程的现场观测 被引量:3
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作者 张岩 李畅游 +2 位作者 裴国霞 史小红 李超 《人民黄河》 CAS 北大核心 2014年第8期18-20,共3页
为了研究湖泊结冰过程中特有的水文特性对冰封期水环境的影响,以乌梁素海湖泊为研究对象,对湖泊冰生长过程中气温、冰温和水温进行在线观测,以分析冰温和水温对气温的响应关系。用冰钻钻取冰厚依次为9.5、21.0、31.0、41.0、59.0 cm时... 为了研究湖泊结冰过程中特有的水文特性对冰封期水环境的影响,以乌梁素海湖泊为研究对象,对湖泊冰生长过程中气温、冰温和水温进行在线观测,以分析冰温和水温对气温的响应关系。用冰钻钻取冰厚依次为9.5、21.0、31.0、41.0、59.0 cm时的冰柱样品,对其表观密度进行测定,并从冰的透明度、冰晶体类型、气泡数量和冰柱底面纹理四方面分析每段冰柱的形态结构。结果表明:冰温和气温有相同的变化趋势,冰温的变化滞后于气温的;冰下水的温度不受气温的影响,稳定在-0.25^-0.50℃;湖冰生长期冰的表观密度为895.2~903.3 kg/m3,冰柱下层的表观密度小于上层的,这与冰生长速率和气泡的数量及体积有关;湖冰生长过程中不同深度冰柱的透明度、晶体类型、气泡含量和底面纹理有较大差异。 展开更多
关键词 观测 冰体结构 温度 冰生长 乌梁素海
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大颗粒柱状淡水冰无侧限剪切强度及其影响因素 被引量:3
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作者 韩红卫 黄文峰 +1 位作者 贾青 李志军 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期62-67,140,共7页
针对大颗粒柱状冰无侧限剪切强度同加载方向、加载应变速率和冰样温度有关,在加载应变速率5.00×10-5/s^5.00×10-2/s区间内、试验温度分别为-0.5℃、-2℃、-5℃和-10℃、进行两个加载方向分别为垂直加载(加载力平行于晶体生长... 针对大颗粒柱状冰无侧限剪切强度同加载方向、加载应变速率和冰样温度有关,在加载应变速率5.00×10-5/s^5.00×10-2/s区间内、试验温度分别为-0.5℃、-2℃、-5℃和-10℃、进行两个加载方向分别为垂直加载(加载力平行于晶体生长方向)和水平加载(加载力垂直于晶体生长方向)的无侧限剪切试验。结果发现,在既定试验条件下,剪切强度随着温度和应变速率的减小有增大趋势;比较两个加载方向剪切强度可知,在-5℃和-10℃条件下力学性质的各向异性更为明显,而在-0.5℃和-2℃时两个加载方向剪切强度相差不大;另外在气泡含量小于8.65%情况下,冰内气泡含量对大颗粒柱状冰剪切强度影响不大。 展开更多
关键词 剪切强度 温度 应变速率 各向异性 淡水冰
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南水北调中线工程典型冷冬年冰情分析及防控措施 被引量:8
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作者 韦耀国 温世亿 杨金波 《中国水利》 2019年第10期33-35,共3页
南水北调中线工程河北省内渠段冬季输水面临不同程度的结冰问题。基于2015—2016年典型冷冬中线工程冰情原型观测,介绍典型冷冬年渠道水力条件和气候特征,分析长距离输水渠道冬季特征冰情,提出以防为主,拦、扰、捞、排一体的防控体系,... 南水北调中线工程河北省内渠段冬季输水面临不同程度的结冰问题。基于2015—2016年典型冷冬中线工程冰情原型观测,介绍典型冷冬年渠道水力条件和气候特征,分析长距离输水渠道冬季特征冰情,提出以防为主,拦、扰、捞、排一体的防控体系,为中线工程冬季安全、高效运行提供技术支撑。 展开更多
关键词 南水北调中线工程 冰期输水 冰情原型观测 冰凌防控
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气温变化对黄河封河期冰厚的影响分析 被引量:4
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作者 邓宇 GONCHAROV Vadim +2 位作者 张宝森 KLEMENTEVA Natalia 秦建敏 《人民黄河》 CAS 北大核心 2019年第5期19-22,共4页
为分析黄河封河期气温变化对河冰厚度的影响,基于冰与水的导电特性差异性原理,建立了冰情自动监测系统,于2014年对黄河三湖河口水文站、包头水文站、头道拐水文站和万家寨水库库尾河段4个监测点封河期气温与冰厚进行了连续自动监测。监... 为分析黄河封河期气温变化对河冰厚度的影响,基于冰与水的导电特性差异性原理,建立了冰情自动监测系统,于2014年对黄河三湖河口水文站、包头水文站、头道拐水文站和万家寨水库库尾河段4个监测点封河期气温与冰厚进行了连续自动监测。监测结果表明,三湖河口水文站与头道拐水文站监测得到的数据客观上反映了负积温同冰厚的关系,引入斯蒂夫模型,建立了黄河封河期负积温变化与冰厚变化的经验关系式。 展开更多
关键词 冰厚 气温 封河期 黄河
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基于探地雷达的悬挂式定点冰厚检测方法
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作者 宋飞 《东北水利水电》 2024年第12期50-54,72,共6页
河道结冰是我国北方地区冬季普遍发生的一种自然现象,给我国水利、水电、运输等工作带来了极大的影响,甚至会对财产和生命安全带来不可估量的损失,因此,对河道冰层厚度的监测就显得尤为重要。本文设计了悬挂式冰厚检测雷达设备并结合层... 河道结冰是我国北方地区冬季普遍发生的一种自然现象,给我国水利、水电、运输等工作带来了极大的影响,甚至会对财产和生命安全带来不可估量的损失,因此,对河道冰层厚度的监测就显得尤为重要。本文设计了悬挂式冰厚检测雷达设备并结合层位自动追踪技术,可以有效、快速、实时进行冰厚的连续检测,能够实时传输数据到云平台进行处理和显示,为冬季河道结冰、融化过程,以及冬春开河期冰塞、冰坝的治理提供基础数据。 展开更多
关键词 冰厚监测 探地雷达 层位追踪
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黄河内蒙古河段封冻期冰晶结构特征分析 被引量:3
12
作者 王娟 黄樾 +2 位作者 李志军 邓宇 张邀丹 《人民黄河》 CAS 北大核心 2021年第6期41-45,共5页
冰的细观结构决定了其物理力学性质,为掌握黄河内蒙古河段河冰晶体结构的变化特征,应用数字图像方法对黄河冰晶体图像进行分析,使用Canny算子对冰晶粒的边界进行提取,得到冰晶粒完整的边界信息,基于连通区域原理统计冰晶图像中每个冰晶... 冰的细观结构决定了其物理力学性质,为掌握黄河内蒙古河段河冰晶体结构的变化特征,应用数字图像方法对黄河冰晶体图像进行分析,使用Canny算子对冰晶粒的边界进行提取,得到冰晶粒完整的边界信息,基于连通区域原理统计冰晶图像中每个冰晶粒的尺寸,分析冰晶等效直径的分布规律。结果表明:不同粒径的冰晶粒占总晶粒的比例随着等效直径的增大呈现先增大后减小的趋势,等效直径为3~6 mm的晶粒占比最高;晶粒的垂直分布与冰胚的晶体结构密切相关,粒径随着粒状冰与柱状冰层的交替出现而不断变化。 展开更多
关键词 冰晶 细观结构 图像处理 等效直径 黄河内蒙古河段
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黄河封冻期河冰的劈裂性能试验研究 被引量:2
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作者 郜国明 邓宇 李书霞 《人民黄河》 CAS 北大核心 2018年第9期28-30,82,共4页
为研究黄河河道内天然河冰材料的力学性能,采用巴西圆盘劈拉试验方法,对黄河天然冰的劈拉强度和断裂韧度进行试验研究。试验过程中,冰样的控制温度分别为-3、-5、-7、-10、-15℃,冰样直径分别为60、70、80、100 mm。试验结果表明:温度在... 为研究黄河河道内天然河冰材料的力学性能,采用巴西圆盘劈拉试验方法,对黄河天然冰的劈拉强度和断裂韧度进行试验研究。试验过程中,冰样的控制温度分别为-3、-5、-7、-10、-15℃,冰样直径分别为60、70、80、100 mm。试验结果表明:温度在-15^-3℃范围内,黄河冰的劈拉强度随着温度的降低逐渐增大,断裂韧度随着温度的降低先减小,而后逐渐增大。此外,当冰样直径在60~100 mm范围内时,黄河冰的劈拉强度具有一定的尺寸效应,随着试样尺寸的增大,黄河冰的劈拉强度逐渐减小,而断裂韧度没有明显的变化。 展开更多
关键词 河冰 劈拉强度 断裂韧度 温度 尺寸效应 黄河
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初始冰塞厚度与水流条件及冰流量关系的试验研究 被引量:21
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作者 王军 《水利水运科学研究》 CSCD 1999年第4期385-389,共5页
初始冰塞厚度是冰塞研究的基础,对冰塞的后期增厚及平衡冰塞的形成与发展均有重要的影响。本文通过水槽试验,对初始冰塞厚度的形成及变化机理进行了试验研究,揭示了初始冰塞厚度与水流条件和冰流量等因素间的相互关系。试验表明:在... 初始冰塞厚度是冰塞研究的基础,对冰塞的后期增厚及平衡冰塞的形成与发展均有重要的影响。本文通过水槽试验,对初始冰塞厚度的形成及变化机理进行了试验研究,揭示了初始冰塞厚度与水流条件和冰流量等因素间的相互关系。试验表明:在室内水槽中定性研究冰塞的形成与发展机理等变化规律时。 展开更多
关键词 初始冰塞厚度 冰塞 试验 冰盖前缘 冰流量
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天山乌鲁木齐河源1号冰川NH_4^+沉积特征研究 被引量:1
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作者 王鹏 李忠勤 +3 位作者 张明军 李慧林 董志文 高文华 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2010年第25期13921-13923,13947,共4页
气溶胶和表层雪样品取自2004年3月~2005年3月,取样间隔为7d,取样地点在乌鲁木齐河源1号冰川积累区海拔4130m,对1号冰川上大气气溶胶中NH4+雪冰沉积与后沉积过程进行分析。结果表明,气溶胶及表层雪中NH4+浓度都存在明显的季节变化规律。... 气溶胶和表层雪样品取自2004年3月~2005年3月,取样间隔为7d,取样地点在乌鲁木齐河源1号冰川积累区海拔4130m,对1号冰川上大气气溶胶中NH4+雪冰沉积与后沉积过程进行分析。结果表明,气溶胶及表层雪中NH4+浓度都存在明显的季节变化规律。春-夏季表层雪和气溶胶中的NH4+浓度表现出线性关系,说明春夏温湿条件有利于NH4+在气-雪之间的交换。在秋冬季节,湿度是NH4+沉积的重要影响因素。气溶胶中与表层雪中NH4+的浓度变化趋势相似,表明大气中NH4+的演化信息可以被很好地保存在冰川表层雪中。此外,讨论了NH4+可能来源。结果表明,人类放牧活动对冰川区中NH4+有重要贡献。 展开更多
关键词 1号冰川 NH4+ 雪冰过程研究 相关性
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中国北方寒冷地区河冰灾害调查与分析 被引量:29
16
作者 高霈生 靳国厚 《中国水利水电科学研究院学报》 2003年第2期159-164,共6页
根据调查收集的北方寒冷地区的气象资料和河流的冰情资料,对这些地区的气温分布及主要河流冰情的发生、演变过程进行了统计与分析。描述了北方河冰灾害的几种主要形式,论述了目前国内外冰情研究的方法和成果,为我国已建和在建输水工程... 根据调查收集的北方寒冷地区的气象资料和河流的冰情资料,对这些地区的气温分布及主要河流冰情的发生、演变过程进行了统计与分析。描述了北方河冰灾害的几种主要形式,论述了目前国内外冰情研究的方法和成果,为我国已建和在建输水工程的安全运行提供参考。 展开更多
关键词 寒区河流 冰情与冰灾 调查与分析
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冰盖前缘处冰块稳定性研究 被引量:11
17
作者 王军 《人民黄河》 CAS 北大核心 1997年第1期9-12,28,共5页
本文较系统地研究了冰块几何尺寸的变化对其临界下潜条件的影响,并根据有关试验分析,提出了冰块临界下潜的通用计算式,可供冰塞理论研究时参考。
关键词 冰块 稳定性 冰盖 防凌 冰情观测
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黄河宁蒙河段冬季气温特点及其对凌情影响 被引量:12
18
作者 刘吉峰 程艳红 +1 位作者 刘珂 陈冬伶 《中国防汛抗旱》 2018年第12期47-52,共6页
凌汛期气温变化及其对凌情影响规律是凌情预报和防凌调度的基础。基于近60年的气温和冰情观测数据,采用统计分析、线性倾向估计、累计距平等分析方法,研究气温变化特征及其与凌情要素之间的关系。结果表明,20世纪80年代中期以后黄河宁... 凌汛期气温变化及其对凌情影响规律是凌情预报和防凌调度的基础。基于近60年的气温和冰情观测数据,采用统计分析、线性倾向估计、累计距平等分析方法,研究气温变化特征及其与凌情要素之间的关系。结果表明,20世纪80年代中期以后黄河宁蒙河段凌汛期气温呈明显上升趋势,包头站1956—2013年增温速率约为0.6℃/10 a;气温与凌情关系密切,11月至翌年3月气温越高,则流凌和封河日期越晚,封冻期气温越低,则冰盖越厚且河道封冻越长;开河期若气温回升快,则河道槽蓄水增量集中释放,容易形成较大凌汛洪水;冬季气温自上游向下游逐渐降低的空间分布特征是导致宁蒙河段凌情灾害频发的重要原因,再加上河道淤积和人类活动等因素,凌情形势趋于复杂。 展开更多
关键词 河道凌情 凌情预报 黄河宁蒙河段
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2013—2014年凌汛期黄河头道拐断面冰塞演变及河床冲淤特性 被引量:2
19
作者 郜国明 李书霞 +2 位作者 张宝森 张防修 梁贵生 《中国防汛抗旱》 2019年第2期20-22,共3页
采用ADCP技术,对黄河头道拐河段封冻期的冰下流速和地形变化进行监测试验,获取了断面冰下冰花、流速分布和地形变化的有效数据,并对河床断面变化和冰塞对冲淤的影响进行分析。原型观测表明,头道拐断面河床冲淤变化受冰塞的影响很大,冰... 采用ADCP技术,对黄河头道拐河段封冻期的冰下流速和地形变化进行监测试验,获取了断面冰下冰花、流速分布和地形变化的有效数据,并对河床断面变化和冰塞对冲淤的影响进行分析。原型观测表明,头道拐断面河床冲淤变化受冰塞的影响很大,冰花聚集位置受冰下流场影响;冰花聚集与河床冲淤呈相关关系,与流速分布和发展趋势一致;冰花聚集处压缩了过流面积,断面流速减小,河床发生淤积,主河道冰花聚集相对较少或没有冰花,河道底部流速较大,河床发生冲刷。 展开更多
关键词 冰塞 河道断面 冲於 原型观测 黄河
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宁蒙河段冰凌监测技术试验研究 被引量:5
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作者 张宝森 郜国明 《黑龙江水专学报》 2009年第4期90-95,共6页
通过现场试验研制出了黄河河道冰、水情数据与图像远程连续自动监测系统,该系统可以对河道冰层厚度、冰下水位、气温、冰温、水温等参数同时进行连续自动监测,并可获取冰凌图像,流冰速度、流凌密度等;另外,还进行了无人机航拍应急监测... 通过现场试验研制出了黄河河道冰、水情数据与图像远程连续自动监测系统,该系统可以对河道冰层厚度、冰下水位、气温、冰温、水温等参数同时进行连续自动监测,并可获取冰凌图像,流冰速度、流凌密度等;另外,还进行了无人机航拍应急监测和雷达探测冰厚试验。根据冰层厚度传感器及其监测系统的技术特点,其可以对黄河河道的结冰及冰层消融全过程进行定点连续监测。通过选择合适的监测点,对河道冰情水情进行连续不断地监测、同时配合图像远程监测,雷达探测、无人机航拍等先进技术,可以实现对黄河冰凌形成过程的自动测报和应急监测。 展开更多
关键词 冰凌 雷达 无人机 GSM GPRS/CDMA 太阳能供电 监测试验 宁蒙河段
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