張丹鳳,王文娟,尤家偉,吳云浩,饒勇
摘要:為提高回水項(xiàng)托河段流量測(cè)驗(yàn)精度,有力支撐巡測(cè)管理,提出了基于ADCP代表流速法“1+1”的多平臺(tái)流量測(cè)驗(yàn)方法,并在漢江中游干流控制站余家湖水文站進(jìn)行了應(yīng)用?!?+1”表示水平式ADCP(H-ADCP)和垂直式ADCP(V-ADCP)方法,即通過(guò)收集走航式ADCP實(shí)測(cè)流量成果與同時(shí)段H-ADCP、V-ADCP的測(cè)驗(yàn)成果,建立實(shí)測(cè)斷面平均流速與H-ADCP代表流速以及V-ADCP代表流速的相關(guān)關(guān)系。通過(guò)比較不同回歸方程的計(jì)算精度,確定最優(yōu)回歸方程,并對(duì)相關(guān)關(guān)系定線精度進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果表明:符號(hào)檢驗(yàn)、適線檢驗(yàn)、偏離檢驗(yàn)的結(jié)果分別為0.45,0.61和0.34,相關(guān)關(guān)系定線精度符合規(guī)范規(guī)定要求,說(shuō)明基于ADCP代表流速法“1+1”的多平臺(tái)流量測(cè)驗(yàn)方法在余家湖水文站的適用性良好,具有一定的推廣價(jià)值。
關(guān)鍵詞:流量測(cè)驗(yàn); ADCP; 代表流速法; 回歸分析; 余家湖水文站
中圖法分類號(hào):P332.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI:10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.03.004
文章編號(hào):1006-0081(2024)03-0023-07
0引言
在水文觀測(cè)領(lǐng)域,河流流量測(cè)驗(yàn)一直是水文監(jiān)測(cè)領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)的流速流量測(cè)驗(yàn)需要耗費(fèi)大量的人力物力,且實(shí)時(shí)性差,準(zhǔn)確度低,難以滿足科研和生產(chǎn)的需要。隨著水聲技術(shù)的不斷進(jìn)步,在 20 世紀(jì) 80 年代初,聲學(xué)多普勒流速剖面儀[1-2](以下簡(jiǎn)稱 ADCP)出現(xiàn)。相較于傳統(tǒng)的測(cè)流方式,ADCP測(cè)流實(shí)時(shí)性強(qiáng)、精度高、測(cè)速范圍大,得到廣泛應(yīng)用[3-6]。隨著水利事業(yè)的發(fā)展,定點(diǎn)水平式聲學(xué)多普勒流速儀(H-ADCP)出現(xiàn)并引起廣泛關(guān)注。例如,高怡[7]、杜耀東等[8]對(duì)ADCP的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了分析,總結(jié)了ADCP在平原河網(wǎng)地區(qū)使用的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),并提出了復(fù)雜條件影響下的H-ADCP改進(jìn)方案。王萍等[9]提出了基于實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)流量的引排水量計(jì)算精簡(jiǎn)分析方法,可為實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精簡(jiǎn)分析提供借鑒。這些方法使得流量實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)在部分?jǐn)嗝娴靡詫?shí)現(xiàn),但在一些河道的特殊斷面,如受自然潮汐和人為影響的大江大河的流量測(cè)驗(yàn)中,在線監(jiān)測(cè)手段仍面臨較大的挑戰(zhàn)。
受漢江流域梯級(jí)開(kāi)發(fā)的影響,漢江干流多個(gè)水文站測(cè)驗(yàn)斷面水位流量關(guān)系改變較大。余家湖水文站是漢江干流基本控制站,之前水位流量關(guān)系主要受洪水漲落及斷面沖淤的影響,呈多條臨時(shí)曲線,關(guān)系較復(fù)雜。2022年10月,下游雅口航運(yùn)樞紐蓄水后,該樞紐回水頂托影響嚴(yán)重,水位流量關(guān)系紊亂。傳統(tǒng)的流量測(cè)驗(yàn)方法無(wú)法滿足生產(chǎn)測(cè)驗(yàn)需求,因此漢江水文水資源勘測(cè)局提出了基于ADCP代表流速法“1+1”的多平臺(tái)流量測(cè)驗(yàn)方法,結(jié)合水平式ADCP和垂直式ADCP,并通過(guò)代表流速法確定相關(guān)關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)余家湖水文站流量在線監(jiān)測(cè)。
本文以余家湖水文站為研究對(duì)象,探索基于ADCP代表流速法“1+1”的多平臺(tái)流量監(jiān)測(cè)在變動(dòng)回水條件下的適用性,旨在實(shí)現(xiàn)漢江干流重要控制站的自動(dòng)化流量測(cè)驗(yàn),為巡測(cè)管理提供支撐。
1測(cè)站概況
余家湖水文站設(shè)立于1984年,測(cè)站位于湖北省襄陽(yáng)市襄城區(qū)余家湖,地處長(zhǎng)江流域漢江水系中游,控制流域面積130 624 km2。該站所處流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)區(qū),氣候溫和濕潤(rùn),多年平均降水量800 mm,水量較豐沛,主要來(lái)自丹江口水庫(kù)下泄以及南北河和唐白河來(lái)水,年內(nèi)分配不均,5~10月徑流量占全年徑流量62.6%左右,年際變化較大[10]。
余家湖水文站所在河段較順直,測(cè)驗(yàn)斷面主槽寬約0.6 km。右岸為陡坎,左岸邊灘寬2.4 km。斷面為復(fù)式斷面,呈“W”形,河床由砂卵石組成,斷面最高水位65.03 m,最低水位55.49 m。該站斷面水位主要受上游崔家營(yíng)航電樞紐調(diào)機(jī)及開(kāi)閘泄洪影響,水位流量關(guān)系主要受洪水漲落影響及斷面沖淤影響[11]。河段調(diào)查最大流量52 400 m3/s,出現(xiàn)于1935年7月7日。丹江口水庫(kù)蓄水運(yùn)用后河段最大流量26 100 m3/s,出現(xiàn)于1983年10月7日。河段多年平均徑流量391億m3,多年平均懸移質(zhì)輸沙量620萬(wàn)t。2022年4月該站開(kāi)始開(kāi)展流量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的比測(cè)工作。2022年10月下旬下游雅口航運(yùn)樞紐開(kāi)始試驗(yàn)性蓄水,受樞紐蓄水后變動(dòng)回水的影響,該站水流特性發(fā)生顯著變化。從圖1的水位流量關(guān)系可以看出,在電站蓄水前該站水位流量關(guān)系單一,水位流量關(guān)系與往年一致;電站蓄水后受變動(dòng)回水影響,水位流量關(guān)系點(diǎn)距分布散亂。
2比測(cè)方法
余家湖水文站于2022年初開(kāi)展“1+1”多平臺(tái)模式流量在線監(jiān)測(cè)比測(cè)試驗(yàn)分析,其中,“1+1”為水平式ADCP(H-ADCP)和垂直式ADCP(V-ADCP),即通過(guò)收集走航式ADCP實(shí)測(cè)流量成果與同時(shí)段H-ADCP、V-ADCP的測(cè)驗(yàn)成果,建立實(shí)測(cè)斷面平均流速與H-ADCP各單元區(qū)間代表流速以及V-ADCP垂線流速相關(guān)關(guān)系,以找出最優(yōu)相關(guān)關(guān)系,確立H-ADCP代表流速Vh及V-ADCP垂線流速Vf與斷面平均流速V的相關(guān)關(guān)系,以解決受回水頂托影響下的流量在線監(jiān)測(cè)問(wèn)題。
3數(shù)據(jù)收集及設(shè)備安裝
3.1數(shù)據(jù)收集
本次研究主要收集了2022年4月下旬至2023年5月上旬走航式ADCP流量成果與同時(shí)段H-ADCP、V-ADCP的測(cè)驗(yàn)成果,并以走航式ADCP測(cè)流法的實(shí)測(cè)流量成果為實(shí)測(cè)值進(jìn)行比測(cè)分析。走航式ADCP流量測(cè)驗(yàn)在崔家營(yíng)電站正常發(fā)電調(diào)機(jī)期間按臨時(shí)曲線法布設(shè)測(cè)次,其他時(shí)期按連時(shí)序法布置測(cè)次。任意一次測(cè)得流量與平均值的相對(duì)誤差不大于5%,否則補(bǔ)測(cè)同向測(cè)次流量,直到滿足相對(duì)誤差不大于5%的要求;水位漲落急劇等特殊情況時(shí)只施測(cè)一個(gè)測(cè)回,但宜滿足相對(duì)誤差不大于2%的要求。同步比測(cè)期間,H-ADCP、V-ADCP的測(cè)驗(yàn)成果適當(dāng)增加采樣頻次,以減少測(cè)驗(yàn)引起的隨機(jī)誤差。根據(jù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器及傳輸存貯設(shè)備性能,流量采樣間隔與自記水位計(jì)采樣時(shí)間保持一致(5 min)。
比測(cè)使用的走航式ADCP為WorkHorse 600 kHz河流型ADCP,其測(cè)量剖面深度范圍為1.5~60.0 m,盲區(qū)0.25 m,最小單元深度0.5 m,最大單元數(shù)128個(gè),流速測(cè)量分辨率0.1 cm/s,最大可測(cè)流速20 m/s,提供模式1、模式5、模式11共3種測(cè)量模式。該ADCP額定量程為60 m,實(shí)際量程與作業(yè)模式相關(guān)。
H-ADCP固定安裝在水下某一深度,儀器水平方向發(fā)射信號(hào),采集該深度水平層某一剖面范圍內(nèi)的水流速度即代表流速Vh。該站采用的H-ADCP為RDI公司的出品CM型600 kHz水平式ADCP,最大剖面范圍為90 m,最小單元長(zhǎng)度為0.5 m。利用Win H-ADCP(Ver 4.04)接口軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與H-ADCP通信,并存貯數(shù)據(jù)。
該站采用的V-ADCP為RDI公司的出品RiverRay型走航式ADCP,系統(tǒng)頻率為600 kHz,剖面量程為0.4~60.0m,最小單元長(zhǎng)度為0.1 m,單元長(zhǎng)度可根據(jù)水深自動(dòng)調(diào)整。
3.2設(shè)備安裝
H-ADCP安裝在河段右岸,基本水尺斷面下游14 m處。結(jié)合測(cè)站水流特征及斷面情況,儀器的安裝高程54.70 m。V-ADCP監(jiān)測(cè)斷面位于基本水尺斷面下游30 m處。距H-ADCP監(jiān)測(cè)斷面下游約15 m。V-ADCP采用垂直支架式安裝方式,將V-ADCP固定于某一入水深度,前期探頭入水深約1.8 m,后根據(jù)斷面水情情況調(diào)整至0.5 m。斷面及設(shè)備安裝示意見(jiàn)圖2。
4計(jì)算方法
4.1代表流速法
代表流速法(Index-Velocity Method)最早由美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)提出和應(yīng)用[12-13]。代表流速法的基本原理是建立斷面平均流速V與代表流速(即某一實(shí)測(cè)流速)之間的相關(guān)關(guān)系(即率定曲線或回歸方程)。代表流速是河流或明渠過(guò)水?dāng)嗝嫔夏程幍木植苛魉伲?4]。率定代表流速與實(shí)測(cè)斷面平均流速相關(guān)關(guān)系模型(即確定回歸方程)時(shí)常用的回歸方程型式見(jiàn)表1,其中一元線性回歸方程及一元二次多項(xiàng)式回歸方程較為常見(jiàn),應(yīng)用也較多;復(fù)合線性回歸方程主要適用于復(fù)式河床、感潮河段等情況;加入水位H等變量的多元回歸方程是當(dāng)僅用代表流速作為模型輸入無(wú)法獲得較好精度時(shí),改善模型精度的一種方法[15-16]。
4.2多要素?cái)?shù)學(xué)擬合法
多要素?cái)?shù)學(xué)擬合法即選取H-ADCP實(shí)測(cè)流速及其他的水力因素,以數(shù)學(xué)擬合方法與斷面平均流速建立經(jīng)驗(yàn)相關(guān)關(guān)系,這種關(guān)系稱為斷面推流關(guān)系[17]。相關(guān)關(guān)系的建立多采用多元線性回歸方程。
多元線性回歸是指研究一個(gè)因變量與兩個(gè)或兩個(gè)以上自變量的回歸,是反映一種現(xiàn)象或事物的數(shù)量依多種現(xiàn)象或事物的數(shù)量的變動(dòng)而相應(yīng)變動(dòng)的規(guī)律[18-19]。設(shè)Y為因變量,X1,X2,…,Xm為自變量,則多元線性回歸方程模型可以采用公式(1)表達(dá):
Y=β0+β1X1+β2X2+…+βmXm+ε(1)
式中:β0,β1,β2,…,βm為回歸系數(shù);ε為隨機(jī)誤差。
通常情況下,流量變化或斷面流速變化與多種水力因素有關(guān)。水位H能夠較直觀地反映斷面流量的變化[20]。余家湖水文站“1+1”多平臺(tái)模式分別采集水平層區(qū)間代表流速Vh、固定起點(diǎn)距代表垂線平均流速Vf,結(jié)合H-ADCP入水深度H以反映該站水位變化情況,基于多元線性回歸方程模型,采用以上3個(gè)自變量與實(shí)測(cè)斷面平均流速建立多元函數(shù)關(guān)系,即斷面平均流速V可認(rèn)為是指標(biāo)流速Vh和代表垂線平均流速Vf及H-ADCP入水深度H的函數(shù):
V=f(H,Vh,Vf)
其表示為
V=C0+C1H+C2Vh+C3Vf(2)
式中:C0,C1,C2,C3為常數(shù)。
5比測(cè)結(jié)果分析
5.1代表流速單元區(qū)間優(yōu)選
單元流速相關(guān)度的分布與測(cè)驗(yàn)儀器特性一致,在有效剖面范圍內(nèi)區(qū)間單元流速有一定的代表性,隨著單元區(qū)間延伸,代表性降低。本研究在挑選代表流速單元區(qū)間時(shí)重點(diǎn)考慮1~40單元區(qū)間。根據(jù)下游電站蓄水情況,依照余家湖水文站測(cè)驗(yàn)河段水流特性選擇變動(dòng)回水期(2022年10月下旬至2023年5月上旬),共收集47個(gè)比測(cè)樣本,實(shí)測(cè)流量變幅430~1 150 m3/s。通過(guò)挑選H-ADCP不同單元區(qū)間的平均流速作為代表流速與實(shí)測(cè)斷面平均流速進(jìn)行相關(guān)分析,利用correl函數(shù)分別計(jì)算不同單元區(qū)間的相關(guān)度,統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。
從單元區(qū)間相關(guān)度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看,相關(guān)度較優(yōu)的代表流速區(qū)間集中在10~30單元,其中10~20單元流速有較優(yōu)的相關(guān)度。因此在變動(dòng)回水期比測(cè)分析時(shí)主要采用10~20單元作為代表流速單元區(qū)間。
5.2回歸分析
依照計(jì)算方法所擬定的回歸方程型式,對(duì)比分析各回歸方程模型精度。采用多要素?cái)?shù)學(xué)擬合法時(shí),結(jié)合變動(dòng)回水期水流特性,將下游參證站宜城水位站(位于余家湖水文站下游,距余家湖約35 km)落差引入多元回歸線性回歸模型。建立斷面平均流速V與指標(biāo)流速Vf、指標(biāo)流速Vh、斷面水位H以及余家湖水文站與宜城站落差ΔZ的函數(shù)關(guān)系:
V=f(H,Vf,Vh,ΔZ)
其表示為
V=C0+C1H+C2Vf+C3Vh+C4ΔZ(3)
式中:C0,C1,C2,C3,C4為常數(shù)。
將變動(dòng)回水時(shí)期收集的比測(cè)樣本按所擬定的回歸方程型式進(jìn)行回歸分析計(jì)算。統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)回歸方程的相關(guān)系數(shù),計(jì)算結(jié)果如表3所示,計(jì)算公式如下:
R=∑ni=1vi-vyi-y∑ni=1vi-v2∑ni=1yi-y2(4)
式中:R為相關(guān)系數(shù),vi為實(shí)測(cè)值;yi為模擬值;v為所有實(shí)測(cè)值的平均值;y為所有模擬值的平均值;i為觀測(cè)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。
可以看出,將參證站落差ΔZ引入多元線性回歸方程模型后,相關(guān)系數(shù)增大,能夠有效地改善模型精度,因此選用多元線性4回歸方程用作變動(dòng)回水期回歸分析,其代表流速相關(guān)關(guān)系見(jiàn)圖3。
由圖3可以看出,比測(cè)的相關(guān)關(guān)系點(diǎn)群較集中,測(cè)點(diǎn)無(wú)較明顯的偏離,關(guān)系點(diǎn)距分布較均勻,取得的相關(guān)關(guān)系較理想。由此確定回歸方程為
V=0.03388+0.1187Vh+0.2166Vf+0.0175ΔZ+0.0003H(5)
式中:Vh為H-ADCP代表流速,采用單元區(qū)間10~20單元格。
對(duì)變動(dòng)回水期代表流速相關(guān)關(guān)系進(jìn)行誤差統(tǒng)計(jì),結(jié)果見(jiàn)表4。從誤差計(jì)算結(jié)果來(lái)看,2022年Q58,Q78,Q79次誤差較大,通過(guò)分析H-ADCP瞬時(shí)流速過(guò)程線、V-ADCP瞬時(shí)流速過(guò)程線、上下游落差過(guò)程線,可判斷出導(dǎo)致偏離較大的原因:① 在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同步比測(cè)時(shí)有不同程度的數(shù)據(jù)缺失;② 從監(jiān)測(cè)的瞬時(shí)過(guò)程線來(lái)看比測(cè)水情發(fā)生較大轉(zhuǎn)折,樣本代表性不好。因此,在進(jìn)行誤差統(tǒng)計(jì)時(shí)這些測(cè)點(diǎn)可不參與統(tǒng)計(jì)。除去以上3個(gè)測(cè)點(diǎn),樣本系列最大偏差10.9%,其余測(cè)點(diǎn)偏差均小于9%,占總樣本97.7%。測(cè)點(diǎn)偏差小于8%占總樣本93.2%。
根據(jù)確定的回歸方程建立的斷面平均流速與代表流速相關(guān)關(guān)系,依據(jù)SL 247-2020《水文資料整編規(guī)范》對(duì)率定的關(guān)系線需進(jìn)行三項(xiàng)檢驗(yàn),即符號(hào)檢驗(yàn)、適線檢驗(yàn)和偏離數(shù)值檢驗(yàn),并對(duì)該關(guān)系曲線做定線精度指標(biāo)分析,即分別統(tǒng)計(jì)比測(cè)的相關(guān)關(guān)系點(diǎn)距的系統(tǒng)誤差及隨機(jī)不確定度。計(jì)算公式如下:
P=1n∑pi(6)
Se=1n-2∑Qi-QciQci212(7)
X′Q=2Se(8)
式中:P為系統(tǒng)誤差,%;pi 為相對(duì)誤差,%;Se為實(shí)測(cè)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差,%;Qi為第i實(shí)測(cè)點(diǎn)流量,m3/s;Qci 為第i實(shí)測(cè)點(diǎn)的流量Qi在相應(yīng)的曲線上的流量,m3/s;X′Q為置信水平為95.0%的隨機(jī)不確定度。
進(jìn)行符號(hào)檢驗(yàn)時(shí),分別統(tǒng)計(jì)測(cè)點(diǎn)偏離曲線的正、負(fù)號(hào)個(gè)數(shù)(偏離值為0時(shí)作為正、負(fù)各半點(diǎn)分配),按照公式(9)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量u值,并將其與給定顯著性水平α查表所得的u1-a/2值比較,當(dāng)u<u1-a/2時(shí)認(rèn)為合理。
u=k-0.5n-0.50.5n(9)
式中:u為統(tǒng)計(jì)量;n為測(cè)點(diǎn)總數(shù);k為正/負(fù)號(hào)個(gè)數(shù)。
進(jìn)行適線檢驗(yàn)時(shí),按測(cè)點(diǎn)水位由低至高排列順序,從第二點(diǎn)開(kāi)始統(tǒng)計(jì)偏離正負(fù)符號(hào)變換,變換符號(hào)記1,否則記0。統(tǒng)計(jì)記“1”次數(shù),按照公式(10)計(jì)算統(tǒng)計(jì)量u值,并將其與給定顯著性水平α查表所得的u1-a/2值比較,當(dāng)u<u1-a/2時(shí)認(rèn)為合理。
u=n-1p-k-0.5n-1pq=0.5n-1-k-0.50.5n-1(10)
式中:k為變換符號(hào)次數(shù);p,q分別為變換、不變換符號(hào)的概率,各為0.5。
進(jìn)行偏離數(shù)值檢驗(yàn)時(shí),按公式(11)、公式(12)分別計(jì)算t值、Sp值,并將t與給定顯著性水平α查表所得的t1-a/2值比較,當(dāng)|t|<t1-a/2時(shí)則認(rèn)為合理。
t=psp(11)
sp=sn=∑pi-p)2n(n-1)(12)
式中:t為統(tǒng)計(jì)量;p為平均相對(duì)偏離值;sp為p的標(biāo)準(zhǔn)差;s為p的標(biāo)準(zhǔn)差;pi為測(cè)點(diǎn)與關(guān)系曲線的相對(duì)偏離值。
精度指標(biāo)和三項(xiàng)檢驗(yàn)的檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5,檢驗(yàn)結(jié)果符合SL/T 247-2020《水文資料整編規(guī)范》要求(中系統(tǒng)誤差不大于±2%,隨機(jī)不確定度不大于10%)。
6結(jié)論與建議
6.1結(jié)論
本文基于ADCP代表流速法“1+1”的多平臺(tái)流量測(cè)驗(yàn),結(jié)合代表流速法以及多要素?cái)?shù)學(xué)擬合法,在余家湖水文站進(jìn)行了比測(cè)分析,從比測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,儀器性能穩(wěn)定,流量測(cè)驗(yàn)?zāi)軌蛉〉幂^好的測(cè)驗(yàn)精度,采用“1+1”多平臺(tái)流量測(cè)驗(yàn)方法可行,并得到以下結(jié)論。
(1) 分別統(tǒng)計(jì)比測(cè)的相關(guān)關(guān)系點(diǎn)距的系統(tǒng)誤差及隨機(jī)不確定度,并對(duì)率定的關(guān)系線進(jìn)行三項(xiàng)檢驗(yàn),檢驗(yàn)結(jié)果均符合規(guī)范要求,說(shuō)明斷面平均流速與代表流速相關(guān)關(guān)系較好,即可通過(guò)水平式區(qū)間代表流速Vh及V-ADCP垂線流速Vf關(guān)系式擬合代替斷面平均流速V。
(2) 余家湖水文站因水利工程影響,測(cè)驗(yàn)河段常年處于變動(dòng)回水區(qū),從比測(cè)的分析結(jié)果來(lái)看,將H-ADCP和V-ADCP結(jié)合的流量在線監(jiān)測(cè)的方法能夠解決該站因變動(dòng)回水影響下流量監(jiān)測(cè)問(wèn)題。
6.2建議
(1) 通過(guò)比較不同回歸方程定線精度,最終優(yōu)選基于多元線性回歸方程的回歸模型,由于回歸模型引入多個(gè)變量,有助于提高回歸模型精度,同時(shí)也引入了更多的誤差來(lái)源,因此在相關(guān)關(guān)系率定時(shí)需排除多個(gè)變量中誤差的影響,同時(shí)在比測(cè)時(shí)要充分考慮比測(cè)樣本代表性問(wèn)題。
(2) 通過(guò)比較不同回歸方程定線精度,基于多元線性回歸方程的回歸模型作為第一優(yōu)選方案,其他回歸方程定線精度在滿足規(guī)范規(guī)定的誤差要求時(shí),可作為備用方案。
參考文獻(xiàn):
[1]閆慧敏.基于機(jī)器視覺(jué)的復(fù)雜背景下的河流水位檢測(cè)[D].西安:西安電子科技大學(xué),2021.
[2]楊永壽.環(huán)境適應(yīng)性聲學(xué)多普勒測(cè)流方法研究[D].南京:東南大學(xué),2021.
[3]王秀波.寬帶多普勒測(cè)流技術(shù)研究[D].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué),2005.
[4]宋乾坤.多頻多信號(hào)ADCP流速測(cè)量技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方法研究[D].南京:東南大學(xué),2021.
[5]劉彥祥.ADCP 技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用綜述[J].海洋測(cè)繪,2016,36(2):45-49.
[6]馬雅麗,彭昆.漢江流域梯級(jí)水庫(kù)群優(yōu)化調(diào)度研究[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì),2020(2):63-66,101.
[7]高怡.ADCP在太湖流域平原河網(wǎng)地區(qū)的應(yīng)用[J].水利水文自動(dòng)化,2005(3):30-31.
[8]杜耀東,宋星原,王俊.H-ADCP在復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用[J].人民長(zhǎng)江,2008(3):57-59.
[9]王萍,謝運(yùn)山,姚允龍.基于實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)流量的引排水量計(jì)算精簡(jiǎn)分析[J].人民長(zhǎng)江,2022,53(8):94-99.
[10]段唯鑫.漢江流域控制性水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行及影響研究[D].武漢:武漢大學(xué),2017.
[11]謝雅蕾,柯莉莉,謝波.長(zhǎng)江下游干流八里江水文站水位流量關(guān)系分析[J].水利水電快報(bào),2023,44(3):26-29.
[12]RANTZ S E.Measurement and computation of streamflow[M].Liston:U.S.Geological Survey,1982.
[13]MORLOCK S E,NGUYEN H T,ROSS J H.Feasibility of acoustic Doppler velocity meters for the production of discharge records from US Geological Survey streamflow-gaging stations[M].Liston:U.S.Geological Survey,2002.
[14]楊永懷.基于超高頻雷達(dá)的河流流量反演算法研究[D].武漢:武漢大學(xué),2020.
[15]蔣春麗.LUCC對(duì)平均氣溫變化的敏感性分析——以東北北部為例[D].哈爾濱:哈爾濱師范大學(xué).
[16]孫前,陳方,劉金濤,等.基于影響因子數(shù)據(jù)年際分類的太湖典型口門流量估算方法[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,45(3):218-223.
[17]王凱燕,季海萍,李鵬程,等.飲用水水源地上游重點(diǎn)斷面流量預(yù)報(bào)研究——以平原河網(wǎng)感潮河段為例[J].人民長(zhǎng)江,2021,52(增1):68-72.
[18]周紹陽(yáng),謝雅蕾,蔣建平.基于代表性垂線流速的在線流量測(cè)驗(yàn)方法研究[J].水利水電快報(bào),2023,44(4):28-33.
[19]吳志勇,徐梁,唐運(yùn)憶,等.水文站流量在線監(jiān)測(cè)方法研究進(jìn)展[J].水資源保護(hù),2020,36(4):1-7.
[20]劉墨陽(yáng),蔣四維,林云發(fā),等.復(fù)雜水情下H-ADCP流量在線監(jiān)測(cè)推流方法[J].水利水電科技進(jìn)展,2022,42(2):27-34.
(編輯:江文)
Research on multi-platform flow test comparison based on ADCP representative flow method "1+1"
ZHANG Danfeng,WANG Wenjuan,YOU Jiawei,WU Yunhao,RAO Yong
(Hanjiang Bureau of Hydrology and Water Resources Survey,Bureau of Hydrology of Changjiang Water Resources Commission,Xiangyang 441000,China)
Abstract:?In order to improve the accuracy of flow measurement in backwater area,and provide a strong support for patrol management,a multi-platform flow measurement method based on ADCP representative flow rate method "1+1" was proposed.The correlation between the measured average flow rate in section,the horizontal ADCP representative flow rate and the V-ADCP vertical flow rate were established.The optimal regression equation was determined by comparing the accuracy of different regression equation types.At the same time,the alignment accuracy of the correlation relationship established by the regression equation was tested according to the requirements of the specification.The results showed that the alignment accuracy of the three tests was 0.45,0.61 and 0.34,respectively.The alignment accuracy of the correlation relationship was in line with the requirements of the relevant specifications,indicating that the ADCP representative velocity method was suitable for Yujiahu Hydrological Station and had a good value for promotion.
Key words:?flow measurement; ADCP; representative flow method; regression analysis; Yujiahu Hydrological Sta-tion