水文测验误差理论讲座 第五讲 水位流量关系误差的分析

一、概述水位流量关系通常要根据实测流量、相应水位,必要时还有其他参数的资料来建立,以它作为用连续的水位等资料推算连续流量资料的工具。水位流量关系都具有一定的误差。通过对这种误差的分析,可以对推算的流量的误差作出评价。另外,选择“定线”方法时,应以精度能满足要求而外业工作量最小为原则。对不同定线方法的误差分析,可以为方法选择提供依据。本文将介绍常见的水位流量关系类型的误差分析方法。这种分析可以分为两大类:     

梯形明渠流速分布及水位流速法流量测量分析

阐述验证了梯形明渠的垂线流速分布规律以及垂线均流速的平向分布规律;探讨了明渠截面流量测量的"水位流速法";基于典型明渠计算参数组合,开展了"水位流速法"流量测量,并通过与实地"面积流速法"流量测量对比分析,验证了"水位流速法"的检测准确性及适用性,对工程应用有参考价值。     

流量测验方法中若干问题的探讨

流速分布规律、测速方法的误差、流速脉动规律与产生的误差、测速垂线位置的优选等,是流量测验方法中的重要课题。本文从理论分析入手,并引用汉江白河站的资料作验证,对这些问题进行了研究,获得了较好的成果。现将主要成果简要介绍如下,供参考。     

古洪水流量的误差计算

古洪水研究已在大型工程和长江三峡，黄河小浪底等的设计洪水中得到动用取得了令人虚心成功，但古洪水流量的推求与实测量的计算往往有大的差别，根据随机误差的传播给出了一般情况下的古洪不流量推误差计算公式，以小流底２３６０ａＢＰ古洪水注同误差的计算为例，对最终计算出的古洪水流量成果给出了一个误差范围。     

考虑协方差项单次流量随机误差估算方法的探讨

以往“流速—面积”法流量测验误差的计算公式都忽略协方差项。本文分析了当考虑协方差项时,协方差项各个组成部分所处的地位,提出了考虑协方差项流量误差的计算公式,并用兰西水文站的试验资料加以验证。一、简单的回顾测量河道中的流量有各种方法,其中尤以“流速—面积”法最常用。该法测流量是通过测量垂线的水深,平均流速和间距来实现的。所以,实际上,断面流量是间接测量结果。估算一次实测流量的随机误差应通过误差传播公     

利用正交函数拟合水位流量关系曲线方法探讨

采用挽鱼沟水文站实测流量资料,利用正交函数对该站水位流量关系曲线进行拟合,对选配的各阶曲线进行误差统计与"三项"检验,选取满足水文资料整编规范规定的误差指标与定线精度要求的曲线,并与人工定线的整编成果进行比较分析,说明正交函数拟合曲线能满足水文资料整编要求,能降低劳动强度,提高工作效率和提高整编精度。     

时段平均流量的误差分析

本文提出了分析时段平均流量偶然误差的相关系数法和直接计算法。前者利用生成的随机数组推求水位流量关系曲线各点误差间的相关系数,与曲线各点标准误差结合,估算时段流量误差。后者则用随机数组分别拟合曲线并推算时段流量,据以估算误差。本文还阐述了时段平均流量的系统误差问题。     

葛洲坝水库调度对黄陵庙水文站流量影响试验研究

黄陵庙水文站是三峡工程的专用水文站,该站处于葛洲坝水库常年回水区内,由于受葛洲坝水库调度影响,中低位流量测验难度甚大,水位流量关系十分复杂,给资料的运用和整编带来一定困难,根据黄陵庙水文站的试验结果,分析了葛洲坝水库调度对该站的影响,揭示了水库调度对该站的机理,稳定和一般规律,对该站流量资料的应用提出了看法。     

基于管道流量监测数据的城市雨洪模型实用性研究

在总结过去多年管道流量监测经验教训的基础上,创新使用多声道多普勒流量计,成功获取了5min频次的雨水管网流量过程,提升了监测的稳定性和监测结果的可靠性,使得利用多场次资料进行城市内涝模型参数率定以及验证成为可能。选取城市典型区域,分别建立了MIKE、SWMM、InfoWorks一维管网模型,并按照有关规范要求,在对降雨资料和水位、流量资料进行科学分析后,利用经过筛选的有效数据进行模型的参数校核和率定,经过验证符合《内涝防治系统数学模型应用技术规程》要求。通过误差分析,率定后的模型,对典型区域的管网汇流模拟较好,在内涝分析预测预报中精度较高,其流量峰值预测值与实测值的误差在10%以内。     

水位流量关系测点标准差的探讨

水位流量关系测点标准差的探讨李泰民（江苏省骆运水利工程管理处）《水文》杂志１９９３年第５期上发表了袁建球的《水位流量关系测点标准差浅析》［３］一文（以下简称《浅析》），读后深受启发。该文根据误差理论，分析了水位流量关系测点标准差（以下简称测点标准差）...     

水位流量关系法时段平均流量计算方法的商榷

知用水位流量关系法推流时,提出了用积分法求时段平均流量,用抛物线代替直线。计算结果表明,该方法的计算误差较小,且没有系统性。     

多方案加权模型在拟合复杂水位流量关系中的

目前,水位流量关系受单一因素影响的拟合,已有了比较成熟的方案,但对于受多因素影响的水位流量关系的拟合,尚没有理想的方案。多方案加权模型就是基于多因素影响的水位流量关系而建立的,本文运用了系统理论方法和数理统计理论对多方案加权模型从理论上进行了分析,并通过对湖南省朗梨水文站的实测水位流量资料的拟合,对其有效性进行了探讨。     

利用断面资料推求单一水位流量关系线的探讨

介绍了用断面资料推求流量的基本原理和方法,提出了该方法的适用条件。以马良坪站2010年的实测资料为实例应用本方法推求单一的水位流量关系曲线,进一步说明了本方法的适用条件。通过对推求的水位流量关系曲线与当年实测的水位流量关系曲线对比,说明了该方法在其适用的条件下能满足无流量资料条件下的水情报汛和水文应急服务的要求。     

三峡工程坝址水位流量关系分析检验

长江三峡水利枢纽坝址位于葛洲坝水库常年变动回水区,水位流量关系较为复杂。分别从水文学和水力学途径分析了坝址水位流量关系,并用１９９６￣１９９７年汛期和截流期实测资料进行了检验。结果表明,与实测点据吻合较好。     

滩地流量资料的审查方法

宽滩河流的滩地流量在全断面中占较大比重,因此,滩地测流精度的高低对总流量有一定影响,不能忽视.目前在滩地测流中,由于测流条件差,设备又比较落后,测流操作比较困难,思想上又往往不够重视,因而测速垂线位置随意变动,主观测定死水范围以及漏测等现象经常发生,因此流量误差较大.本文介绍一种滩地流量资料的审查方法——“历年滩地流量对比图”.通过对历次大水测验成果的对比分析,找出滩地流量沿宽度的分配规律,以改正误差较大的     

水位流量关系曲线的理论求解研究

水位流量关系是水文资料整编的关键,其精度与合理性直接影响着水文资料整编的可靠性.但现有的水位流量关系曲线多为经验或半经验的关系,精度不高,而且受个人的经验和水平影响,使得结果往往因人而异.本文在前人研究的基础上,通过理论的推导,给出了合理的水位流量关系曲线的理论公式.通过黄河小浪底、花园口站的实测资料验证,结果合理,应用简单.     

用对数函数选配水位流量关系曲线

确定水位流量关系曲线是流量资料整编的关键。对于电算整编来说,研究机器定线的方法,是有一定意义的。用机器定线,就要找一种适用的数学模式。以往,常假定水位流量关系式为:     

测深定位误差对枝城站流速仪法流量测验的影响

本文以枝城站流量测验资料为研究对象,从辐射杆测船定位和GPS测船定位两个资料系列分析,得出在特殊河床中因测深定位对流量造成误差的影响.     

流量Ⅲ型误差的分析

以表达流量精确度的综合标准差公式为依据,用置信水平85%与综合计算提高了误差指标值的安全程度和准确程度,应用15个测站296次流量Ⅲ型误差试验资料分析确定了单站计算法与综合计算法两套流量Ⅲ型误差实用方案,有效地控制了流量误差并提高了流量精度,且综合计算法优于单站计算法。分析研究成果明显改进了河流流量测验规范的相关规定,为其修订提供了重要依据。     

水文资料整编流量测验数据的检查

介绍了水文资料整编数据中的流量相关数据的检查情况。根据南方片整编程序推流数据文件中时间数据自动调取遥测水位数据文件中相应时间的水位数值,并与推流数据文件中的水位进行对比,检查水位数据正确性。特别是根据推流数据的开关闸时间和测流开始时间、结束时间来查找相应的遥测水位文件中的水位,并将查找出来的遥测水位与测流水位进行比较,水位不同的就列一个文件进行提示,并将推流过程和测流过程转换成DAT文件,展绘到水位过程线CAD图上以便对时间数据进行校核。同时对流量计算文件中的水位进行对比检查。