韓睿

（遼寧省水文水資源勘測(cè)局撫順?lè)志郑|寧 撫順 113015）

1 問(wèn)題的提出

遼河鐵嶺水文站是國(guó)家級(jí)重點(diǎn)水文站，擔(dān)負(fù)著重要的防汛測(cè)報(bào)任務(wù)。當(dāng)河道流量超過(guò)1500 m3/s時(shí)，遼河下游的防汛工作便進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)期。遼河鐵嶺水文站的水文數(shù)據(jù)信息是防汛決策的重要依據(jù)，要求水文測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)精度高。由于測(cè)驗(yàn)條件技術(shù)條件的限制，當(dāng)流量超過(guò)1500 m3/s時(shí)，最大水深超過(guò)7 m，流速儀不能下放到相對(duì)水深0.6 m處測(cè)取垂線平均流速，只能測(cè)取相對(duì)水深0.2 m處的流速，再乘以相對(duì)水深0.2 m的流速系數(shù)，得到垂線平均流速。符合本站特性的相對(duì)水深0.2 m流速系數(shù)必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得。

2010年7月至9月，遼河發(fā)生了較大洪水，鐵嶺水文站部分水文測(cè)驗(yàn)設(shè)施被洪水沖毀，在比較艱苦的條件下，用流速儀測(cè)取相對(duì)水深0.2 m流速，再乘以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)得到垂線平均流速，進(jìn)而完成各次大洪水流量測(cè)驗(yàn)任務(wù)。為了校正采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)而造成的流量測(cè)驗(yàn)誤差，以及獲得該站以后采用的相對(duì)水深0.2 m流速系數(shù)，在洪水期間，抓住實(shí)驗(yàn)所要求的水流條件，完成了相對(duì)水深0.2 m流速系數(shù)的實(shí)驗(yàn)及分析。

2 實(shí)驗(yàn)資料的獲取

當(dāng)河道流量在1000 m3/s上下時(shí)，布置了多次精測(cè)法流量測(cè)驗(yàn)。在每次的精測(cè)法流量測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，在不同的起點(diǎn)距上，根據(jù)水深條件，用5點(diǎn)法或3點(diǎn)法進(jìn)行各測(cè)點(diǎn)的流速測(cè)量，積累了29條垂線上各測(cè)點(diǎn)的流速資料，并用下面的公式計(jì)算垂線平均流速：

各條垂線平均流速及相對(duì)水深0.2 m流速見(jiàn)附表第4、第5欄。

3 成果計(jì)算

根據(jù)收集到的資料進(jìn)行流速系數(shù)計(jì)算。流速系數(shù)是垂線平均流速與測(cè)點(diǎn)流速的比值。根據(jù)各流速系數(shù)進(jìn)行流速系數(shù)的平均值計(jì)算，頻率計(jì)算，均方差計(jì)算。

3.1 流速系數(shù)平均值的計(jì)算

流速系數(shù)的平均值是各流速系數(shù)的算術(shù)平均值，它是將表一中的第6欄的數(shù)字進(jìn)行平均計(jì)算得來(lái)，計(jì)算結(jié)果為0.895。

表1 相對(duì)水深0.2 m流速系數(shù)分析計(jì)算表

3.2 頻率計(jì)算

頻率計(jì)算是為了得到系統(tǒng)誤差。將各個(gè)流速系數(shù)與平均流速系數(shù)的差除以平均流速系數(shù)得到相對(duì)誤差，再進(jìn)行由大到小排列，見(jiàn)表1第6欄和第7欄。再根據(jù)公式：

進(jìn)行頻率計(jì)算，見(jiàn)表1第8欄。由第8欄數(shù)字，計(jì)算出累積頻率50%所對(duì)應(yīng)的誤差為-2.22%，即為系統(tǒng)誤差。

3.3 均方差計(jì)算

計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表1第9欄，計(jì)算值為4.0%，該誤差值對(duì)應(yīng)的概率為68.8%，2倍均方差為8.0%，滿(mǎn)足了規(guī)范要求。

4 成果結(jié)論

由上面的分析計(jì)算，流速系數(shù)的平均值為0.895。由頻率計(jì)算知，該系列的系統(tǒng)誤差為-2.22%。所以，在以后的大洪水測(cè)驗(yàn)中，考慮該系列存在系統(tǒng)誤差，所以該站的相對(duì)水深0.2 m流速系數(shù)為0.87。由均方差的計(jì)算可知，該系列的均方差為4.0%，其對(duì)應(yīng)的概率為68.8%。在水位流量關(guān)系中，規(guī)范規(guī)定，2倍均方差為8.0%，滿(mǎn)足了規(guī)范要求。這一分析成果說(shuō)明，在一次流量測(cè)驗(yàn)中，只考慮流速的誤差，完全滿(mǎn)足了測(cè)驗(yàn)規(guī)范規(guī)定的要求。該分析成果之相對(duì)水深0.2 m流速系數(shù)0.87，作為大洪水測(cè)驗(yàn)時(shí)的相對(duì)水深0.2 m流速系數(shù)，是完全可靠的，已被應(yīng)用在大洪水的流量測(cè)驗(yàn)中。