魏家堡水文站电波流速仪测速应用系数率定分析.docx

1、第10卷第1期2011年3月杨凌职业技术学院学报JournalofYanglingVocational&TechnicalCollegeVol.10No.1Mar.2011魏家堡水文站电波流速仪测速应用系数率定分析王宝文(陕西省宝观水文水资源勘测局.陕西宝鸡721003)摘要：为了解决魏家堡水文站高水流域测验何题，提高测验精度，探索电波流速仪在北方多泥沙河流的适用条件和适用范围.本文以消河干流魏家堡水文站手持式电波流速仪与转子流速仪同步观测水面流速数据为依据，按照水文统计学原理进行计算、检查、分析两者之间的相关关系，率定电波流速仪测速应用系数，进而推求断面流量，解决电波流速仪用于渭河魏

2、家堡站高水测验时的流量计算何题.关健词：电波流速仪；应用系数；率定分析；魏家堡水文站中图分类号:P335文献标识码：A文章编号：1671-9131(2011)01-0060-02AnalysisofCoefficientsCalibrationofElectricWaveCurrentMeteratWeijiabaoHydrologicalStationWANGBao-wen(BaojiHydrologyandWaterResourcesSurveyBureauofShaanxiProvince,Baoji,Shaanxi*721003)Abstract:Inordertomeasurelar

3、geflowofwateratWeijiabaohydrologicstation,toimprovemeasurementprecision*andexploretheapplicationconditionsandscopeofelectricwavecurrentmeterinNorthernheavilysilt-carryingrivers,thispaper*basedonthesynchronizedobservationdataofsurfacespeedofflowbyusinghandheldelectricwavecurrentmeterandrotorcurrentme

4、ter,carriesonthecomputation*inspectionaccordingtothehydrologystatisticsprinciple*toanalyzethecorrelationshipbetweenthem,tocalibratethecoefficients,togetthesectionflows,andtosolvetheproblemofcalculatingflowsofwateratWeijiaobaostationusingelectricwavecurrentmeter.Keywords：electricwavecurrentmetencoeff

5、icienticalibrationanalysis；Weijiabaohydrologicalstation收稿日期：2010-12-09作者简介：王宝文（1975-）,男.陕西宝鸡人，工程师.主要从事水文管理与研究工作.解决好高水流ift测验问题，不仅为各级防汛部门提供及时准确的决策依据，也能积累宝贵的高水水文资料，为各种水利工程的设计提供准确依据。北方多泥沙河流的高水测验问题一直是困饶水文部门的一个难题，转子流速仪测验精度高，但受北方河流高水情况下水面漂浮物多的影响无法施测，目前常用的多泥沙河流高水测验方法是浮标法和比降面积法，浮标法受到浮标系数及浮标质量的影响，比降面积法受到河床糙率的

6、影响，上述两种方法的测验精度均受到影响。而手持式电波流速仪是近几年新研制开发的在高水条件下，施测水面流速的一种仪器。优点是体积小、携带方便、测流速度快、精度高，缺点是没有针对北方多泥沙河流的应用系数，不能直接用于流量测验。本文以电波流速仪与转子流速仪在渭河干流魏家堡水文站同步同垂线实测水面流速资料为依据，率定电波流速仪应用系数，解决电波流速仪直接用于渭河干流魏家堡水文站流量计算问题。1基本情况魏家堡水文站为渭河中游干流控制站，地处陕西省眉县西关，控制流域面积37012kn?,河长494.9km,系国家重要水文站。该站流量测验利用眉县渭河大桥进行桥测，眉县渭河大桥全长720m,桥面净宽12.0m

7、、有25个桥墩、两个边墩为斜锥型，中间23个桥墩为直立圆柱型双桥墩。圆柱直径1.25m、两柱之间8.0m、共有24个桥孔、孔距30.0m°大桥距河床底高度约7至10m,主槽部分为17m左右。该站测验河段较顺直，河槽为宽浅形复式河床，河床系沙质组成,水位在496.00m以上时（流量约在800m3/s以上）河床会出现漫滩，河面宽可达680m以上，滩地平坦，种植庄稼。漫滩时滩地流速、水深较小。当水位在496.00m以下时，水面宽在200m以内，因主流靠近右岸（南岸）处，位于起点距40.0-190m之间，此时，河槽为窄深式，水深、流速相对较大。按照电波流速仪和转子流速仪的技术参数和使用要求，

8、在该站测验河段进行手持式电波流速仪与转子流速仪比测分析满足要求。手持式电波流速仪采用美国德卡托公司生产的仪器（简称SVR雷达枪），主要技术指标：架设高度5m至15m（距水面垂直高度），测速范围0.3m/s9.1m/s,可用于高水期间测量水面流速，测量流速时顺流或逆流均可；转子流速仪采用重庆水文仪器厂的LS25-3A旋浆式转子流速仪，测速范围0.04m/s10m/s,用于河道高速测量，两种仪器均满足电波流速仪系数率定的测验要求。2比测情况测验河段的选择、仪器设备的使用、流量测验方法等均严格按照中华人民共和国水利部河流流量测验规范GB50179-93执行。在比测时每条垂线上同时进行转子流速仪和电波

9、流速仪同点水面流速测速，同时观测、同时移动、做到同步观测。由于电波流速仪的观测俯角采用40°,其测流断面选在距离转子流速仪测流断面上游8.0m处，暂不考虐上下两断面之间的距离差及流速变化。测验时，在大桥迎水面桥边相应起点距两边分别架设转子流速仪和电波流速仪，符合电波流速仪使用说明中“当水平角为0°，俯角小于45°时，仪器具有最佳测量精度”的要求。同时，两种仪器借用同一断面，故系统误差也是相同的，这样即满足转子流速仪桥测流量测验规范，也满足电波流速仪测流使用要求。3资料选用实测资料选用魏家堡站2010年6月1日到10月30日不同水位级电波流速仪与转子流速仪同步实测水

10、面流速资料24份，在高、中、低不同水位级对比试验，试验基本包含了该站河道的不同水流情况，水位变幅从493.59m（第5次）-495.95m（第19次），变幅2.36m；流址由47.1n?/s980m3/s.4分析方法为了保证分析成果的通用性和准确性，在分析样本的选用中，打破测次概念，将各个测次的每条垂线电波流速仪所测数据和对应的转子流速仪所测数据，作为一组独立的随机事件加入样本进行分析。根据测验当时的实际情况，对受风速、雨速、水面漂浮物等受外界干扰因素影响的单点或单次流信成果、变化较大的异常数据进行分析和别除，共收集单点比测资料203组数据。按水文统计学原理将选用的实测资料进行计算、检查、分析

11、，然后点绘两种仪器所测水面流速的相关关系图，建立两变址组之间的回归方程，分析其相关关系，率定电波流速仪的测速应用系数。5系数率定用计算机电子表格功能中的图表点绘功能绘制相关图后，并添加相关方程，得出理论方程式：y=0.9918X4-0.0745（丫为流速仪线性理论值、X为电波流速仪实测值），用该方程式对电波流速仪所测水面流速数据进行转换，所得数据即为流速仪线性理论值，相关系数r=0.9307（见图1）。雷达测速枪水面一点流速（n/s）图1魏家堡站雷达测速枪水面一点流速和流速仪水面一点流速相关系数分析图雷达测速枪水面一点流速（n/s）图1魏家堡站雷达测速枪水面一点流速和流速仪水面一点流速相关系数

12、分析图3凶保处i*M««5.1相关分析相关系数Ir|=0.9307>0.8,说明电波流速仪流速和转子流速仪流速间相关程度密切。5.2相关系数的误差分析每组电波流速仪水面流速和转于流速仪水面流速的测量过程可视为相互独立的随机事件，其误差符合正态分布。相关系数的均方差为：6=±（1r2）/刑E,=士0.6745（1经计算m=±0.009391E,=±0.006334经计算可看出，当和愈大时，则随机误差IE,I愈小。因通常以I4E,|表示尸的最大误差范围，故在水文分析中常认为当|尸|>|4E,|时，'与工间的相关关系良好。计算结果

13、中，厂=0.9307,E,=士0.006334,Ir|>|4Er|,相关关系密切。（下转第65页）式，创新思维能力等教学目标。3.5项目驱动式教学法所谓项目驱动式教学法是一种以现代企业的职业行为为目标，强调对学生综合能力作全面培养的一种教学方式，即教师在教学的同时，给每个学生或每个小组安排一个与教学内容相关的实际项目作为实训内容，学生在课上不仅要学习知识，而且要综合运用所学知识完成实际工作任务。学生在教师的牺助下，紧紧围绕一个个共同的任务活动中心，在强烈的问题动机的驱动下，通过对学习资源的积极主动应用，进行自主探索和互动协作的学习。例如，我们在销售管理和推销理论与技巧的联合实训中就采用了

14、项目驱动式教学法，让学生完成一个从销售计划的制定、销售实战到精英团队的策划，不仅用项目任务还利用成就感来驱动学生，在教学中强调学生的参与度，要求学生跟着教师、或学生之间共同学习并深入探讨。项目驱动式教学法要求学生根据项目任务书的需求参与设计，并以学生小组的形式讨论方案，培养学生的语言表达能力、合作与协调能力。努力营造环境和气氛，在分阶段的逐步的展示和分析中让学生跟着项目的进度学习并思考。同时通过任务的驱动也提高了学生学习的趣味性和积极性。实践证明，将建构主义教学理论和学习观贯穿于市场营销专业的教学方法之中，强调利用学生的已有经验和知识去获得和掌握新的知识，有利于激发学生学习主动性和合作学习的能

15、力。教师创设有利于学生进行知识探索和意义建构的情境，在整个学习过程中起辅导、引导、支撑、激励的作用，处于从属地位$学生在整个学习过程中充分发挥自身的主动性、协作性和探究性，积极参与学习过程，处于主导地位。这种以学生为主导的教学模式更有利于培养学生的职业能力和学习能力，全面提高学生的素质，培养出符合当今社会需要的市场营销专业人才。参考文献:1 巨瑛梅.刘旭东.当代国外教学理论M.北京：教育科学出版社，2004.2 DianeHoltReynolds.Whatdoestheteacherdo?Constructivistpedagogicsandprospectiveteacher'sbe

16、liefsabouttheroleofateacher.JJ.TeachingandTeacherEducation,2000.（16）：2132.3 辛自强.知识建构研究：从主义到实证M.北京：教育科学出版社.2006,高文,徐斌艳，吴刚.建构主义教育研究M.北京：教育科学出版社,2008.（上接第61页）5.3相关系数的显著性检验，利用£分布进行相关系数。的显著性检验方法ra=-Jz：+八一2在给定信度g下，以自由度一2查£分布表，得临界值代入上式计算仁。由不同的/可制成相关系数显著性检验表，以供查用。当IrI，乙时，认为相关显著。其中r为根据样本资料计算的相关系数，乙为根据样本容量和信度。从表中查得的数值。前面提到在水文计算中一般认为|r|>0.8可作为计算中的参考。现在从表中查得，=203、取信度。=O.Ol.m=1、查相关系数检验表得乙=0.20,|r|=|0.9307|>0.20即|尸|>匚表明流速系数相关显著。6合理性检查（1）标准差&=18.2%，随机不确定度为36.4%,系统误差为一1.6%,随机不确定度较大，主要是有几个突出点所为，基本