[发明专利]河流超声波时差法流量计算方法

摘要

本发明公开了一种河流超声波时差法流量计算方法，包括：平底渠系数的计算；虚拟垂线流速的计算；相应水道断面面积计算；流速仪法流量计算。本发明通过沿河宽方向安装超声波时差法传感器测量出传感器所在水层的水流速度、水位和河床断面；由水位和河床断面及传感器安装高度计算平底渠流量系数，根据流速沿横断面的分布规律计算虚拟垂线流速，然后按流速仪法计算断面流量。本发明通过平底渠系数的计算、虚拟垂线法计算每条虚拟垂线的平均流速，提高实测流速的代表性，从而提高了时差法流量计的测验精度；省去了野外现场比测环节。

主权项

1.河流超声波时差法流量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，平底渠系数计算；步骤二，虚拟垂线流速的计算依据计算的平底渠系数和时差法实测的流速v_m，计算断面平均流速按(3)式计算平均水深式中，A表示水道断面面积；B表示水面宽；按(4)式计算虚拟垂线流速系数βi：按(5)式计算虚拟垂线流速步骤三，相应水道断面面积计算(1)测深垂线的确定依据实测水位从测量的断面数据中选取起点距QDJ(j)和河底高程HD(j),j＝1,2,3…,m；(2)间距的计算计算出左水边ZSB和右水边YSB，通过式(6)计算间距：式中JJ表示间距；m表示m条测深垂线；(3)水深的计算通过式(7)计算得到水深：式中SS表间距水深；(4)水道断面面积的计算通过式(8)计算水道断面面积：步骤四，流速仪法流量计算(1)通过式(9)计算部分面积：式中，Ai表示第i部分面积；i表示第i部分的测速垂线号，i＝1、2、…、n；，Hi表示第i部分左边的水深；bi表示第i部分的水面宽；(2)部分平均流速计算通过式(10)计算两测速垂线中间部分的平均流速：式中，表示第i部分断面平均流速；v_i表示第i条垂线的平均流速；v_i+1表示第i+1条垂线的平均流速，m/s，i＝1、2、…、n‑1；通过式(11)、(12)计算岸边的部分平均流速：式中，α表示岸边系数，(3)通过式(13)计算部分流量：式中，qi表示第i部分流量；(4)通过式(14)计算断面流量式中，Q表示断面流量。