[发明专利]一种定量界定非粘性底沙起动临界指标的方法

摘要

本发明涉及一种定量界定非粘性底沙起动临界指标的方法，在一定床面底沙及变化水流条件下，利用高速摄像机连续拍摄床面泥沙图像，并将高速摄像机连拍的彩色图像进行预处理，获得摄像区域内各个子域内泥沙颗粒的运动状态，标识摄像区域内发生运动的子域，明确摄像区域内泥沙发生运动的分布特征，统计所有发生泥沙运动的子域面积的总和，计算泥沙发生起动的子域占摄像区域的百分比，以此，将发生泥沙起动的子域占摄像区域比例为0时的水流强度作为界定底沙起动的临界水力指标；本发明可准确定量界定床面泥沙的起动临界指标，解决底沙临界起动指标难以定量界定的难题，且该方法确定的临界指标具有可方便拓展应用于不同水沙条件下的床沙起动观测中。

主权项

1.一种定量界定非粘性底沙起动临界指标的方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：将支架垂直插入床面，在支架的横向支架上依次安装LED照明灯、摄像机以及ADCP，调整支架调节器，使摄像机、LED照明灯及ADCP处于的位置能够方便摄像以及水力参数的检测；第二步：摄像机进行连拍，获取至少一张彩色图像，并对拍摄的彩色图像进行预处理，对摄像机的摄像区域进行规则子域划分，子域划分的个数为单个床面泥沙横截面积的至少一倍，且每个子域内包含至少一个泥沙颗粒，同时计算子域内各个像素点的平均灰度值；第三步：将初始状态摄像机拍摄到的彩色图像作为原始图像，摄像机连拍获取的至少一张彩色图像分别与原始图像进行比较，当灰度值偏差超过限定的阈值时，即认定子域内泥沙发生明显运动，依次对比，最终获取摄像机的摄像区内各个子域泥沙的运动状态；第四步：将发生泥沙颗粒运动的子域通过红色填充，将未发生泥沙颗粒运动的子域通过绿色填充，标识相对应的水流状态，从而得出摄像区内泥沙运动的子域分布范围；第五步：将无因次水力指标作为横坐标，发生泥沙运动的子域面积占摄像区域面积的百分比为纵坐标，拟合趋势线，并将趋势线外延，获得趋势线与横坐标相交点，该点对应的无因次水力指标即为底沙起动临界水力指标。