A method for determining the water discharge of small rivers based on water surface video images processing

封面

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅或者付费存取

详细

An express method for determining water discharge based on calculating the surface flow velocity using the PIV method is considered. The method of performing measurements and the software operation algorithm for video images processing of a water stream are shown. The results of field studies performed using the developed method are presented, as well as the collation results obtained using standard techniques. The developed method makes it possible to obtain operational data on the water discharge data in a river or canal without expensive measuring instruments and specially trained personnel. Due to the determination of the flow velocity field along the entire transverse alignment of the studied water body, the method makes it possible to obtain more accurate water discharge data than standard measuring instruments (hydrometric turntables, float method), which are operated point-by-point at certain stations. The obtained data on water discharge can be used for scientific justification of work in the design of coastal protection, channel-regulating marine and river structures, as well as environmental assessment of the water body condition when studying the problem of water pollution. The use of this method at existing hydrological stations will make it possible to quickly determine the water discharge in rivers remotely using appropriate equipment, which is especially important in Crimea to assess peak runoff during the periods of high-water and floods.

全文:

受限制的访问

作者简介

D. Antonenkov

Marine Hydrophysical Institute of RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: dmitry_science@mail.ru
俄罗斯联邦, Sevastopol, 299011

参考

  1. Бебенина Т.П. Основы гидрометрии и гидрологии. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2010. 138 с.
  2. Лучшева А.А. Практическая гидрометрия. Л.: Гид рометеоиздат, 1983. 424 с.
  3. Макаревич А.А., Яротов А.Е. Речной сток и русловые процессы: пособие. Минск: БГУ, 2019. 115 с.
  4. Методы измерения расхода воды на реках и каналах, в напорных трубопроводах насосных станций и оросительных систем. http://cawater-info.net/library/rus/watlib/watlib-11-2015.pdf. (дата обращения: 14.02.2024)
  5. Миньковская Р.Я. Комплексные исследования разнотипных морских устьев рек (на примере морских устьев рек Северо-Западной части Черного моря). Севастополь: Морской гидрофизический ин-т РАН, 2020. 364 с.doi: 10.22449/978-5-6043409-2-9
  6. Определение расхода воды методом смешения. https://ozlib.com/875808/tehnika/opredelenie_rashoda_vody_metodom_smesheniya#286 (дата обращения: 14.02.2024)
  7. РД 52.10.842-2017. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 9. Гидрометеорологические наблюдения на морских станциях и постах. Ч. 1. Гидрологические наблюдения на береговых станциях и постах. М., 2017. 375 с.
  8. Сергеев Д.А. Использование современных методов анемометрии по изображениям частиц (PIV-методов) при лабораторном моделировании геофизических течений // Вестн. Нижегородского ун-та им. Н.И. Лобачевского. 2011. № 4 (2). С. 522–524.
  9. Слабожанин Г.Д. Гидрометрия: учебное пособие к самостоятельной работе по гидрологии по направлению подготовки бакалавров 270800 “Строительство”. Томск: Изд-во ТГАСУ, 2014. 58 с.
  10. Хмелевой С.В. Использование GPU для расчетов скоростей газо-жидкостных сред с помощью метода PIV // Радиоэлектронные и компьютерные системы. 2012. № 6 (58). С. 124–129.
  11. Dykman V.Z. Technical tools for studying structure and dynamics of water masses// Phys. Oceanogr. 2016. № 6 (192). P. 43–55. doi: 10.22449/1573-160X-2016-6-43-55
  12. Jahanmiri M. Particle Image Velocimetry: Fundamentals and Its Applications. Research Rep. 2011:03. Göteborg, Sweden: Department of applied mechanics, Chalmers Univ. Technol., 2011. 58 p.
  13. Patalano A., García C.M., Rodríguez A. Rectification of Image Velocity Results (RIVeR): A simple and user-friendly toolbox for large scale water surface Particle Image Velocimetry (PIV) and Particle Tracking Velocimetry (PTV) // Computers Geosci. V. 109. December 2017. P. 323–330.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Determination of reference distances on the ground.

下载 (276KB)
3. Fig. 2. Calculating the pixel size for the area of ​​interest.

下载 (442KB)
4. Fig. 3. Distribution of flow velocities of the Kachi River near the gyro post in the village of Suvorovo.

下载 (379KB)
5. Fig. 4. Vectors of average current velocity for each section of the cross-section (a), depth profile (b) in the cross-section of the Kachi River near the village of Suvorovo.

下载 (490KB)

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024