韓睿

（遼寧省水文水資源勘測局撫順分局，遼寧 撫順 113015）

1 問題的提出

遼河鐵嶺水文站是國家級重點水文站，擔負著重要的防汛測報任務。當河道流量超過1500 m3/s時，遼河下游的防汛工作便進入關(guān)鍵時期。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)，要求水文測驗數(shù)據(jù)精度高。由于測驗條件技術(shù)條件的限制，當流量超過1500 m3/s時，最大水深超過7 m，流速儀不能下放到相對水深0.6 m處測取垂線平均流速，只能測取相對水深0.2 m處的流速，再乘以相對水深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水深0.2 m流速系數(shù)必須通過實驗獲得。

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驗設施被洪水沖毀，在比較艱苦的條件下，用流速儀測取相對水深0.2 m流速，再乘以經(jīng)驗系數(shù)得到垂線平均流速，進而完成各次大洪水流量測驗任務。為了校正采用經(jīng)驗系數(shù)而造成的流量測驗誤差，以及獲得該站以后采用的相對水深0.2 m流速系數(shù)，在洪水期間，抓住實驗所要求的水流條件，完成了相對水深0.2 m流速系數(shù)的實驗及分析。

2 實驗資料的獲取

當河道流量在1000 m3/s上下時，布置了多次精測法流量測驗。在每次的精測法流量測驗過程中，在不同的起點距上，根據(jù)水深條件，用5點法或3點法進行各測點的流速測量，積累了29條垂線上各測點的流速資料，并用下面的公式計算垂線平均流速：

各條垂線平均流速及相對水深0.2 m流速見附表第4、第5欄。

3 成果計算

根據(jù)收集到的資料進行流速系數(shù)計算。流速系數(shù)是垂線平均流速與測點流速的比值。根據(jù)各流速系數(shù)進行流速系數(shù)的平均值計算，頻率計算，均方差計算。

3.1 流速系數(shù)平均值的計算

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)字進行平均計算得來，計算結(jié)果為0.895。

表1 相對水深0.2 m流速系數(shù)分析計算表

3.2 頻率計算

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

進行頻率計算，見表1第8欄。由第8欄數(shù)字，計算出累積頻率50%所對應的誤差為-2.22%，即為系統(tǒng)誤差。

3.3 均方差計算

計算過程見表1第9欄，計算值為4.0%，該誤差值對應的概率為68.8%，2倍均方差為8.0%，滿足了規(guī)范要求。

4 成果結(jié)論

由上面的分析計算，流速系數(shù)的平均值為0.895。由頻率計算知，該系列的系統(tǒng)誤差為-2.22%。所以，在以后的大洪水測驗中，考慮該系列存在系統(tǒng)誤差，所以該站的相對水深0.2 m流速系數(shù)為0.87。由均方差的計算可知，該系列的均方差為4.0%，其對應的概率為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%，滿足了規(guī)范要求。這一分析成果說明，在一次流量測驗中，只考慮流速的誤差，完全滿足了測驗規(guī)范規(guī)定的要求。該分析成果之相對水深0.2 m流速系數(shù)0.87，作為大洪水測驗時的相對水深0.2 m流速系數(shù)，是完全可靠的，已被應用在大洪水的流量測驗中。