流速仪测流法的误差控制与消除

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 流速仪测流法的误差控制与消除 摘要：本文介绍了石津灌区流速 仪测流中的误差控制与消除方法。以实 例介绍石津灌区在运用流速仪测流工作 实践中控制和消除已定系统误差的方法。 中国论文网 /2/view-12901652.htm 关键词：流速仪；未定系统误差； 随机误差；已定系统误差；误差消除 Abstract: this paper introduces the ShiJin irrigation flow velocity of the error control and is how to eliminating methods. By introducing ShiJin irrigation in the use of velocity apparatus practice how to control and eliminate up system error method. -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 Keywords: velocity apparatus; Contingent system error; Random error; Up the system error; Error eliminate 中图分类号：TU74 文献标识码： A 文章编号： 引 言 流速仪测流法是流量测验的一种 基本方法。 灌溉渠道系统量水规范 （GB/T21303-2007）规定,流速仪的测 流成果可用于分析率定水工建筑物流量 系数、确定断面水位流量关系曲线、渠 道水利用系数等资料。因此，在灌区量 水工作中,流速仪测流的误差控制十分重 要。 一、误差分类与来源 流量测验误差可分为随机误差、 未定系统误差、已定系统误差和伪误差。 随机误差呈正态分布，采用置信水平 95的随机不确定度描述。未定系统误 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 差，应采用置信水平不低于 95的系统 不确定度描述。已定系统误差应进行修 正。含有伪误差的测量成果必须剔除。 流速仪法的测验误差来源于测验过程的 各个环节。其误差包括： (1) 、测深误差和测宽误差。是 由观测的随机误差和仪器本身所造成的 未定系统误差组成； (2) 、流速仪检定误差。由检定 的随机误差和仪器本身在测量中所造成 的未定系统误差组成； (3) 、由测点有限测速历时导致 的误差。是由于流速脉动影响的误差 （简称型误差） ，为随机误差； (4) 、由测速垂线测点数不足导 致的垂线平均流速计算误差（简称型 误差） 。由随机误差和已定系统误差组 成； (5)、由测速垂线数目不足导致的 误差（简称型误差） 。由随机误差和 已定系统误差组成。 要提高流速仪法的测流成果精度， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 必须重视测流过程的每一环节，在仪器 选型、断面选择、测线测点布设、计算 规则等方面应考虑消除已定系统误差， 在测深测宽、 仪器定位、记时计数等 环节上，按规范操作，避免伪误差，控 制随机误差。 现以实例介绍石津灌区在运用流 速仪测流工作实践中控制和消除已定系 统误差的方法。 二、测速垂线上测速点位置引起 的误差 渠道过水断面上水的流速分布规 律对于积点法测速的精度有很大影响。 一般地，按照水文规范的规定布设测线 和测速点能够得到满意的测验成果。 然而，实测表明，规范对于某些 测流断面的垂线流速分布规律并不适用， 在规范规定的测速点位置施测计算出的 垂线平均流速与精测的垂线平均流速误 差较大，从而导致实测流量的型误差。 石津灌区在某干渠断面测流试验中证实 了这一点。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 (1).施测方法：精测垂线流速， 即在测线上以多点法测速，然后按面积 包围法计算垂线平均流速。试验中，测 点间距为 0.1m，采用 LS-68 型流速仪， 测杆悬吊，在断面上布置 8 条基本测线， 实测水深为 1.14 m1.75m，属于渠道 该断面的正常运行范围。 (2).资料分析：为便于统一分析， 将实测流速换算成相对流速: =V/Vm 式中: -测点相对流速; V-测点实测流速; Vm-精测法计算的垂线平均流 速; 规范中垂线流速分布采用卡门对 数模型: V=Vm(1.116+0.267lg) 式中: -自渠底起算的相对水深, 即测点位置距渠底的高度(y)与垂线处水 深(D)之比,即 :=y/D。 精测资料分析出的垂线流速分布 情况与卡门对数模型的比较如表 1。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 表 1.精测成果与卡门对数模型比 较 注:模型流速为假设精测法计算的 平均流速 Vm=1m/s 时的 V 计算值。 分析得出，该测流断面上，在规 范规定的测点位置上实测的垂线平均流 速存在系统误差，其中一点法（0.6D） 误差为 4.3，二点法(0.2D，0.8D)误差 为 1.0,三点法(0.2 D， 0.6D，0.8D) 误 差为 2.1 。这种误差属于型误差中 的已定系统误差，应当消除。消除方法 是根据流速精测资料，进行测点精简分 析，精简测点。精简的原则是： 1). 尽量控制简化后的垂线平均流 速与精测垂线平均流速的误差； 2). 测速点位置尽量选在流速稳定 区，以减少流速脉动的影响； 3). 简化后的测点位置应便于计算。 表 2 为根据上述原则经方案比 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 较后确定的该断面的测速点位置,以及相 应的精简误差。 表 2 精简后测点位置及精简误差 测速方法 测速点位置 (水面以下) 精简误差 一点法 0.7D -0.1% 二点法 0.2D、0.82D -0.2% 三点法 0.2D、0.6D、0.85D -0.1% 三、岸边流速系数选值引起的误 差 岸边流速系数是流速仪施测中由 岸边测线的垂线平均流速推算岸边部分 平均流速的一个折算系数。流量测验规 范规定,水深均匀地变浅至零的斜坡岸边,岸 边流速系数 采用 0.670. 75。 灌溉 渠道中的梯形断面渠道符合规范要求的 条件,但选用上述给定的 值。往往与实 际不符。实测表明,一般可引起实测流量 24的系统误差。 岸边流速系数的大小与渠道的断 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 面形状、渠岸糙率、水流状态及水边宽 度等有关。岸边流速系数选值不当引起 的误差, 实际上是由测速垂线数目不足 导致的误差(型误差) 中的已定系统误 差部分,应当消除,消除的方法就是采用 实测的岸边流速系数最佳值。 岸边流速系数的实测, 即在测流 断面上的近岸基本测线与水边之间,采用 加密测线的方法,精测边角部分的流量和 边角面积,求出边角部分平均流速,据此 推算出实测的岸边流速系数。具体方法 如下: 1. 如图 1 所示。在测流断面基本 测线 D1 与水边之间布设若干加密测线 h1、h2、h3、hn。加密测线的间 距一般为水边宽的 1/101/5。 2. 在近岸基本测线及各加密测线 上,按精测法的要求测速。最边一条测线 hn,可用一点法。 3.计算相邻测线间的部分流量 qi。水边余角的部分流量计算, 仍需选 用规范的岸边流速系数,由于余角很小, -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 此时岸边流速系数的影响甚微,可忽略不 计。 4. 计算边角部分总流量 Q 边和 总面积 边及边角部分平均流速 V 边: Q 边=qi(i=1,2,n) 边=i (i=1,2,n) V 边=Q 边/ 边 图 1 测流断面部分面积示意图 5. 求出岸边流速系数实测值: =V 边 /V1 式中:V1-近岸基本测线 D1 的 垂线平均流速。 表 3 为石津灌区部分测点的岸边 流速系数多次实测资料分析成果。 表 3 岸边流速系数实测成果 依上述方法, 实测不同水位的岸 边流速系数。当积累了足够的资料时,采 用格拉布斯法则对实测数据进行判别,剔 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 除异常数据后,在测流中采用,即消除了 由于岸边流速系数取值不当所引起的系 统误差。 结束语 综上所述,做好流速仪测流的误差 控制在灌区量水工作中是非常重要的.我 们在工作中要尽量减少资料的测验误差, 要提高流速仪法的测流成果精度，必须 重视测