摘要：通過介紹寶雞峽渠林家村站基本情況，對雷達測速槍在渠道站的應用進行了試驗分析，確定了一種渠道上用雷達測速槍只測某一條水面流速就可計算流量的方法，該方法具有簡單實用、高效安全、省時省力、資料整理方便等優(yōu)點，可以作為渠道站測驗的一種主要方法。

關鍵詞： 寶雞峽渠林家村站;雷達測速槍;分析應用

Abstract: Through the introduction of Baoji Gorge Irrigation Lin village station basic situation, this paper does the experiment and analysis of the radar speed gun channel station application determines that in a channel only measuring a surface velocity with a radar gun can be calculated the flow method, and this method has the advantages of simple and practical, high efficiency and safe, time-saving and labor saving, data sorting convenience and other advantages , it can be used as a main channel station test method.

Key words: Baoji Gorge Irrigation Lin village station; radar speed gun; analysis and application

中圖分類號: TN953+.1文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104(2012)

1.寶雞峽渠林家村站基本情況

1.1寶雞峽渠林家村站概況

寶雞峽渠工程1958年10月開工，1971年7月建成放水，設計引水流量60m3/s，西起寶雞峽口，東止涇河。寶雞峽渠林家村站屬黃河流域渭河水系，測驗斷面1974年設立，斷面距寶雞峽渠首約1.2km。測驗項目有水位、流量、含沙量。設站目的為農(nóng)業(yè)灌溉計劃用水提供依據(jù)，為開發(fā)利用水資源編制供需計劃及資源管理提供基本數(shù)據(jù)。渠道斷面型狀為梯形，頂寬20m，高4.7m，底寬6.4m;基本斷面順直，斷面設斜坡水尺一組，水位人工觀測;基上1000m處測橋為本站臨時測流斷面，型狀為矩形，頂寬底寬都是10.0m，高4.2m，測橋長15.0 m，寬1.2 m，為空跨鋼結構，是寶雞峽渠首1985年所建，至今一直使用。

1.2水流與含沙特性

渠道水沙量大小由寶雞峽渠首引水、退水閘控制。在引水閘或退水閘啟閉時，渠道斷面水位變化急劇，漲落約半小時，正常時水位流量關系相對穩(wěn)定。常年平時流量在15.0 -25.0m3/s;，常年平時含沙量在1.00-5.00kg/m3;引水日數(shù)最多336天,最少258天。渠道站自1974年以來多年平均流量17.5m3/s，多年平均年徑流量5.514億m3、年輸沙量2640萬t。歷年最大引水流量45.9m3/s，歷年最大含沙量57.8kg/m3。在上游大壩機組檢修、安全檢查，以及渭河發(fā)生高含沙洪水等特殊情況下，渠道停止引水。

2.試驗情況

2.1測驗方法

2.1.1按照《河道流量測驗規(guī)范》GB50179-93要求，在不同水位級上進行測驗，所使用的流速儀滿足測流精度要求。

2.1.2測流斷面和垂線固定，垂線根據(jù)水位級，每1m布設一條。在不同水位級的不同垂線上按照三點法的要求布設測速垂線及測點，確保流速儀測驗精度。

2.1.3試驗同時進行流速儀和斯德克(staikevⅡsvr)電波流速儀(俗稱雷達測速槍)對比測驗;每份流量為一次，以供分析使用。

2.1.4進行雷達測速槍某垂線水面流速與三點法斷面平均流速關系分析。

2.2儀器情況

在實際測驗過程中使用流速儀1架，斯德克(staikevⅡsvr)電波流速儀(簡稱雷達測速槍)1架，型號、公式和測速范圍如下表(一)。

 

儀器型號	編號	公式	測速范圍	備注
LS25-3A	030034	0.2512R/S+0.0079	0.1646～10.0 m3/s	已檢定
雷達測速槍	SVR		0.2～18.0 m3/s	新儀器

2.3測驗過程

本次試驗的測流斷面選在基上1000m測橋上，為了提高測驗精度，加密垂線，從岸邊每1.0m布設一條垂線，實測水深，水深滿足時用流速儀三點法施測流速，同時用雷達測速槍施測水面流速。測驗過程中，精度要求嚴格執(zhí)行《河流流量測驗規(guī)范》(GB50179-93)。

2.4測驗成果及資料應用情況

這次對比試驗共測流量資料：三點法28次，岸邊系數(shù)均采用0.7;雷達測速槍28次，沒有系數(shù);這次實測范圍，最高水位613.76m，最低水位611.78m，水位變幅1.98m。由于受寶雞峽渠首放水影響，很難測到10m3/s以下的低水流量。以下相關關系分析，只適應613.76至611.78水位級范圍，超過此水位級立即恢復正常測驗。

3.某垂線水面流速與斷面平均流速關系分析

為了簡化測驗方法，減少工作量和垂線數(shù)，用雷達測速槍只測一個測點流速，達到就能代表斷面平均流速的目的，還能保證測驗精度。故選擇了三點法斷面平均流速資料作為真值與雷達測速槍水面各垂線相關，選擇垂線。點繪斷面平均流速和水面流速橫向分布圖，從流速橫向分布圖上，選擇與斷面平均流速線的相交點;結果28份資料中與起點距5.0m相交點最多為19次,與起點距4.0m和6.0m兩點分別相交15次和11次;進行相關計算，其中4.0m的相關系數(shù)為0.8346，5.0m的相關系數(shù)為0.9216，6.0m的相關系數(shù)為0.7994。經(jīng)過對比分析，5.0m的相關關系最好，故選擇用三點法斷面平均流速與垂線5.0m的水面流速建立關系，進行相關分析計算。

經(jīng)水文統(tǒng)計學進行相關計算結果為：相關系數(shù)r=0.9513

回歸方程y=0.8972x+0.0646

以上相關關系在相關計算中，︳r︱>0.8，說明兩變量的相關程度密切，符合要求。合理性檢查中，標準差、隨機不確定度、系統(tǒng)誤差，均符合規(guī)范對技術指標的要求。用所求關系與真值對比流速誤差，相對誤差均值均小于±3%，符合規(guī)范要求結果合理，完全滿足測流精度。

5m垂線水面流速與斷面平均流速關系分析表

 

編號	水位	水深	V斷面(y)	V5m(水面）	Y值	絕對誤差	相對誤差
							（%）
1	612.48	1.91	0.57	0.55	0.5581	0.0119	3.5088
2	612.52	1.94	0.59	0.61	0.6119	0.0219	-3.3898
3	612.66	2.07	0.62	0.59	0.5939	0.0261	4.8387
4	612.59	2.01	0.61	0.62	0.6209	0.0109	-1.6393
5	611.95	1.49	0.44	0.40	0.4235	0.0165	9.0909
6	612.26	1.71	0.54	0.60	0.6029	0.0629	-11.1111
7	612.84	2.23	0.7	0.74	0.7285	0.0285	-5.7143
8	612.96	2.34	0.75	0.80	0.7824	0.0324	-6.6667
9	612.95	2.33	0.73	0.79	0.7734	0.0434	-8.2192
10	612.61	2.02	0.61	0.58	0.5850	0.0250	4.9180
11	612.99	2.37	0.76	0.72	0.7106	0.0494	5.2632
12	612.34	1.78	0.56	0.60	0.6029	0.0429	-7.1429
13	613.57	3.11	0.96	1.00	0.9618	0.0018	-4.1667
14	613.46	2.79	0.89	0.83	0.8093	0.0807	6.7416
15	611.78	1.23	0.38	0.42	0.4414	0.0614	-10.5263
16	613.27	2.62	0.85	0.85	0.8272	0.0228	0.0000
17	613.33	2.67	0.84	0.88	0.8541	0.0141	-4.7619
18	613.65	3.19	1.08	1.12	1.0695	0.0105	-3.7037
19	612.65	2.06	0.62	0.60	0.6029	0.0171	3.2258
20	613.76	3.3	1.14	1.23	1.1682	0.0282	-7.8947
21	613.12	2.48	0.78	0.77	0.7554	0.0246	1.2821
22	613.06	2.43	0.79	0.72	0.7106	0.0794	8.8608
23	612.92	2.3	0.72	0.77	0.7554	0.0354	-6.9444
24	613.16	2.52		0.86	0.8362	0.0162	-4.8780
25	613.02	2.39		0.72	0.7106	0.0294	2.7027
26	612.88	2.27		0.75	0.7375	0.0475	-8.6957
27	612.9	2.29	0.7	0.68	0.6747	0.0253	2.8571
28	612.36	1.8	0.55	0.51	0.5222	0.0278	7.2727

 

4.存在的問題

本次試驗分析受渠道引水退水的影響，資料系列較短，低水點子偏少，所分析資料范圍較小，有待以后充實資料，繼續(xù)探討。另外本方法適用范圍較窄，測流斷面必須順直、水位流量關系相對穩(wěn)定，水流要集中、無斜流回流等現(xiàn)象才能用此法。

5.結束語

通過本次試驗分析可知，雷達測速槍水面流速與斷面平均流速呈線性關系。而且施測某垂線水面流速可推求全斷面平均流速，進而計算出斷面流量。具有測驗簡單，精度較高，資料計算整理省時等優(yōu)點，可以作為渠道測流的一種主要方法;對個人而言，此法探討只是初步很淺的，僅供參考。

參考文獻：1.水利部主編GB50179-93《河流流量測驗規(guī)范》

2.黃振平編著《水文統(tǒng)計學》

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