[发明专利]一种分解断面流速法

说明书

本发明涉及一种分解断面流速法，所述方法包括:对断面测流，得到测流数据；在测流断面上设置多条断面分解线，以将测流断面划分为多个分解断面；计算得到各分解断面的面积权重系数；确定各分解断面流速；确定每一分解断面流速与各分解断面流速的相关系数；确定每一分解断面流速与断面平均流速的相关系数；调整断面分解线的位置，重复执行上述步骤多次，得到多次划分中的各分解断面的面积权重系数和每一分解断面流速与断面平均流速的相关系数；从多次划分中的分解断面中代表分解断面，对代表分解断面测流，得到全断面流量。在本发明中，利用定点式声学多普勒流速仪实现自动测验断面流量，提高了断面流量计算的规范性和准确性。

技术领域

本发明涉及水文测验技术领域，具体的，本发明涉及一种分解断面流速法。

背景技术

明渠流量测验通常采用转子式流速仪、走航式声学多普勒流速仪、定点式声学多普勒流速仪等仪器。转子式流速仪、走航式声学多普勒流速仪测流已有比较成熟的流量计算方法，但是难以实现自动测流。定点式声学多普勒流速仪可以实现自动测流，但是需要率定代表流速与断面平均流速关系。

转子式流速仪或声学多普勒流速仪采用较少垂线测流，可以采用代表垂线法分析建立流速的单断关系进行测流。但是声学多普勒定点横向测验多个测点(单元)流速，如何计算代表流速还没有一套方法。以往不依据水文测验和水力学的方法进行断面和流速分布分析，任意选择一个区间测点流速采用平均计算代表流速，不能确定选择区间的代表性如何，因此代表流速的误差无法评判，造成了许多测站无法建立满足水文规范的流速关系，建设了不少定点式声学多普勒流速仪测流站难以投入使用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种分解断面流速法，采用分解断面测流，用分解断面流速代表全断面流速，利用该方法可以实现自动测验断面流量，并提高了断面流量计算的规范性和准确性。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案。

一种分解断面流速法，包括如下步骤：

步骤S1:利用转子式流速仪和定点式声学多普勒流速仪同步对断面测流，得到测流数据；

步骤S2:利用所述测流数据，根据测流断面、定点式声学多普勒流速仪测流特性和水流流态分布情况，在测流断面上设置多条断面分解线，以将测流断面划分为多个分解断面，所述多个分解断面的面积之和等于全断面面积；

步骤S3:根据所述测流数据，计算出各分解断面面积和全断面面积，并得到各分解断面的面积权重系数；

步骤S4:根据所述测流数据和断面数据，确定各分解断面流速；

步骤S5:根据各分解断面流速，确定每一分解断面流速与各分解断面流速的相关系数；

步骤S6:根据各分解断面的面积权重系数和每一分解断面流速与各分解断面流速的相关系数，确定每一分解断面流速与断面平均流速的相关系数；

步骤S7:调整断面分解线的位置，重复执行步骤S3-步骤S6多次，得到多次划分中的各分解断面的面积权重系数和每一分解断面流速与断面平均流速的相关系数；

步骤S8:从多次划分的多个分解断面中选取分解断面流速与断面平均流速相关系数最接近于1.0，并且面积权重系数在0.4-0.6之间的分解断面作为代表分解断面，对所述代表分解断面测流，得到代表分解断面流速和全断面流量。

优选地，步骤S2具体包括如下步骤：

将定点式声学多普勒流速仪和转子式流速仪测验范围内流态较稳定的区域单独划分为一分解断面；

将水流不稳定的岸边部分区域，单独划分分解断面；

对定点式声学多普勒流速仪不能全部正确测验流速的区域，单独划分分解断面。