【2017年整理】落差精度对落差法流量整编精度的影响分析.docVIP

落差精度对落差法流量整编精度的影响分析 吴松立 （福建省南平水文水资源勘测分局，福建 南平　353000） ??? 摘? 要：从落差法流量整编的原理出发,分析计算了不同落差指数、不同落差以及落差误差对流量精度的影响，并以实例说明落差精度对受变动回水影响的测站流量定线的重要性。??? 关键词：落差法；流量整编；精度 前言 　　随着社会经济的发展，河流水能水资源工程的梯级开发，低枯水受变动回水影响的水文测验河段愈来愈多。为减少流量测验的工作量，采用落差法对水位流量关系进行单值化处理，即采用落差法进行流量资料整编的测站不断增加。有的测站在开展流量测验工作时对落差测验不够重视，由此带来定线指标的误差不可忽视。因此，开展落差精度对流量精度的影响分析,对测站开展受变动回水影响时的水位、流量测验整编提供技术参考很有意义，也很有必要。 落差法整编的基本原理 受变动回水影响的水流一般认为属稳定渐变流，下游水量的变化一般是缓变的，因下游回水的顶托引起的比降变化亦是缓变的。因此，受变动回水影响时的流量与各水力因素间的关系可用曼宁公式表示： 或 式中： ——糙率；　　　——过水断面面积；　　　——水力半径；　　 ——能面比降；　　　——水位；　　　——断面流量。　　一般情况下，糙率、断面积、水力半径均为水位的函数，且可忽略流速水头的沿程变化，用水面比降代替能面比降，则同水位因变动回水影响程度不同的两流量之比为： ＝＝（）1/2 （1） 或 ＝AR2/3＝常数 　　一般河流的水面比降可用河流上下游两站的水位差即落差ΔZ除以两站的距离表示，因此（1）式可写为： 　＝ （2） 河流落差指数在很多情况下不是1/2。为适应不同的河流特性，现以β表示河流落差指数，则 　＝ （3） （2）式、（3）式是受变动回水影响流量资料整编的基本关系式，即落差法整编的基本公式。 2 落差精度对流量的影响分析 2.1 分析公式 在流量定线过程中（3）式可写成： （4） 式中： ——线上流量；——与线上流量相应的落差。 设某站某水位的落差为ΔZ，由（4）式可知，此水位的流量为： 设落差观测误差为e,则实测落差为ΔZ+e。由（4）式得出的计算流量为： = 由落差误差引起的流量误差为： = （5） 2.2 影响情况分析 按（5）式可计算出β为不同值时不同落差误差对流量的影响，具体见表1。 表1 不同河流落差指数、不同落差及不同落差观测误差时的流量误差 河流落差指数β 落差观测误差e（m) 河流落差ΔZ（m) 0.01 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.80 1.00 0.2 0.005 8.4 1.9 1.0 0.7 0.5 0.3 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.010 14.9 3.7 1.9 1.3 1.0 0.7 0.5 0.4 0.3 0.2 0.2 0.020 24.6 7.0 3.7 2.5 1.9 1.3 1.0 0.8 0.7 0.5 0.4 0.040 38.0 12.5 7.0 4.8 3.7 2.5 1.9 1.6 1.3 1.0 0.8 0.5 0.005 22.5 4.9 2.5 1.7 1.2 0.8 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.010 41.4 9.5 4.9 3.3 2.5 1.7 1.2 1.0 0.8 0.6 0.5 0.020 73.2 18.3 9.5 6.5 4.9 3.3 2.5 2.0 1.7 1.2 1.0 0.040 123.6 34.2 18.3 12.5 9.5 6.5 4.9 3.9 3.3 2.5 2.0 0.8 0.005 38.3 7.9 4.0 2.7 2.0 1.3 1.0 0.8 0.7 0.5 0.4 0.010 74.1 15.7 7.9 5.3 4.0 2.7 2.0 1.6 1.3 1.0 0.8 0.020 140.8 30.9 15.7 10.5 7.9 5.3 4.0 3.2 2.7 2.0 1.6 0.040 262.4 60.0 30.9 20.8 15.7 10.5 7.9 6.4 5.3 4.0 3.2 从表1可知：在β及e相同的情况下，ΔZ越大，因e引起的越小；反之，ΔZ越小，因e引起的越大。在β及ΔZ相同的情况下，e越大，也越大；e越小，也越小。在不同的测验河段，e对的影响也不同，也就是说：在ΔZ与e相同的下，β越大