铁岭水文站流速系数分析与应用.docx

1、文章编号1002-0624(2013)04-0028-02铁岭水文站流速系数分析与应用韩睿（辽宁省水文水资源勘测局抚顺分局，辽宁抚顺113015）摘要文章通过大量实验并对实验资料进行额率分析计算，均方差的分析计算，得出了粕对水深0.2m处流速系数的分析成果，解决了相对水深0.2m流速系数的采用问题。关键词相对水濯0.2m流速系数；流量；频率；均方是中图分类号TV12文献标识码B1问题的提出江河铁岭水文站是国家级重点水文站，担负着重要的防汛测报任务。当河道流量超过1500m3/s时，辽河下游的防汛工作便进入关键时期。辽河铁岭水文站的水文数据信息是防汛决策的重要依据,要求水文测验数据精度高。由于测

2、验条件技术条件的限制，当流量超过1500m7s时，最大水深超过7m,流速仪不能下放到相对水深0.6m处测取垂线平均流速，只能测取相对水深0.2m处的流速，再乘以相对水深0.2m的流速系数，得到垂线平均流速。符合本站特性的相对水深0.2m流速系数必须通过实验获得。2010年7月至9月，辽河发生了较大洪水，铁岭水文站部分水文测验设施被洪水冲毁，在比较艰苦的条件下，用流速仪测取相对水深0.2m流速,再乘以经验系数得到垂线平均流速，进而完成各次大洪水流量测验任务。为了校正采用经验系数而造成的流量测验误差，以及获得该站以后采用的相对水深0.2m流速系数，在洪水期间，抓住实验所要求的水流条件，完成了相对水

3、深0.2m流速系数的实验及分析。2实验资料的获取当河道流量在1000n?/s上下时，布置了多次精测法流量测验。在每次的精测法流量测验过程中，在不同的起点距上，根据水深条件，用5点法或3点法进行各测点的流速测量，积累了29条垂线上各测点的流速资料，并用下面的公式计算垂线平均流速：Vc=*（七。+3%+3九+2Vo,8+匕.。）或九=（右2+九+九）各条垂线平均流速及相对水深0.2m流速见附表第4、第5栏。3成果计算根据收集到的资料进行流速系数计算。流速系数是垂线平均流速与测点流速的比值。根据各流速系数进行流速系数的平均值计算，频率计算，均方差计算。3.1流速系数平均值的计算流速系数的平均值是各流

4、速系数的算术平均值，它是将表一中的第6栏的数字进行平均计算得来，计算结果为0.895©表1相对水深0.2m流速系数分析计算表起点距/m水深/m垂线平均流速/mW0.2)11相对误差/%大小排列频率/%902.621.281.350.955.566.673.330.00251106.301.031.210.85-5.565.566.660.00251556.201.471.680.88-2.225.5610.00.00041706.701.301.530.85-5.565.5613.30.00251856.601.221.430.85-5.565.5616.70.00252006.10

5、0.830.870.955.565.5620.00.00252006.100.820.900.911.115.5623.30.00041856.601.221.430.85-5.564.4426.70.00041706.701.311.540.85-5.562.2230.00.00041556.201.481.680.88-2.222.2233.30.00251102.301.021.150.89-1.112.2236.70.009902.621.281.350.95-5.561.1140.00.0016601.570.881.000.88-2.22-1.114330.0004651.551.

6、021.110.922.22-2.2246.70.00361503.220.730.790.922.22-2.2250.00.00251702.691.04*1.090.955.56-2.225330.00091903.321.391.590.87-3.33-2.2256.70.00042002.891.271.480.86-4.44-3.3360.00.00162102.791.121.280.88-2.22-3.3363.30.00042202.931.211.260.966.67-3.3366.70.00361503.200.720.760.955.56-4.4470.00.002517

7、02.671.061.110.955.56-4.4473.30.00251903.301.361.570.87-3.33-5.5676.70.00092102.781.101.200.922.22-5.5680.00.00042002.881.271.470.86-4.44-5.5683.30.00161903.311.371.610.85-5.56-5.5686.70.00251852.911.411.620.87-3.33-5.5690.00.00091802.821361.620.84-6.67-5.5693.30.00361503.210.720.770.944.44-6.6796.7

8、0.0016系数与平均流速系数的差除以平均流速系数得到相对误差，再进行由大到小排列，见表1第6栏和第7栏。再根据公式：P-nN+1进行频率计算，见表1第8栏。由第8栏数字，计算出累积频率50%所对应的误差为-2.22%,即为系统误差。3.3均方差计算均方差用下面公式计算:S=VXGt打厂）2"计算过程见表1第9栏，计算值为4.0%,该误差值对应的概率为68.8%,2倍均方差为8.0%,满足了规范要求。4成果结论由上面的分析计算，流速系数的平均值为0.895o由频率计算知，该系列的系统误差为-2.22%。所以，在以后的大洪水测验中，考虑该系列存在系统误差，所以该站的相对水深0.2m流速

9、系数为0.87o由均方差的计算可知，该系列的均方差为4.0%,其对应的概率为68.8%。在水位流量关系中，规范规定,2倍均方差为8.0%,满足了规范要求。这一分析成果说明，在一次流量测验中，只考虑流速的误差，完全满足了测验规范规定的要求。该分析成果之相对水深0.2m流速系数0.87,作为大洪水测验时的相对水深0.2m流速系数，是完全可靠的，已被应用在大洪水的流量测验中。3.2频率计算收稿日期）2012-12-04频率计算是为了得到系统误差。将各个流速（上接第27页）结果较为近似，因此在实际应用中可以考虑使用。6结论马斯京根流量演算法在河道流量演算中发挥着极为重要的作用。由于马斯京根反演推求采用非线性算子，在计算过程中