CN114169155B - 一种依托剖面流速率定代表线的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种依托剖面流速率定代表线的方法，用微型adcp或者走航adcp测得一份流量，该流量中包含一组剖面流速，依据Q＝∑sp[i]*area[i]算的一份真实流量，从剖面中选择一段作为代表线，依据Q＝Area*Sp得到一份试算流量，不断改变代表线的位置和长度，进行循环试算，在试算结果中找到接近真实流量的那份，则该试算结果中的位置和长度对应的代表线，即为断面的平均流速代表线。借助微型或者走航adcp测流成果，通过代表线的试算和优选，可有效指导水平adcp设备和垂直adcp设备的安装，避免不必要的拆除、移动及重建，节省了人力物力财力，同时把安全生产隐患降到最低。

Description

一种依托剖面流速率定代表线的方法

技术领域

本发明应用于adcp测流领域，是一种依托剖面流速率定代表线的方法。

背景技术

在传统的adcp设备安装部署中，需要有对测站水文特性特别熟悉的人员进行规划和指导，以确定设备安装的位置，其指导的依据只是直觉，无法数字化，这对后期的工作带来不便。

本方法，借助微型adcp或者走航adcp测流成果，通过代表线的试算和优选，可有效指导水平adcp设备和垂直adcp设备的安装，避免不必要的拆除、移动及重建，节省了人力物力财力，同时把安全生产隐患降到最低。

发明内容

依托剖面流速率定代表线的方法，借助微型或者走航adcp测流成果，通过代表线的试算和优选，可有效指导水平adcp设备和垂直adcp设备的安装，避免不必要的拆除、移动及重建，节省了人力物力财力，同时把安全生产隐患降到最低。

为实现上述目标，本发明提供的技术方案如下：

1.如图1、图2所示，用微型adcp或者走航adcp测得一份流量，该流量中包含一组剖面③流速，依据Q=∑sp[i]*area[i]算的一份真实流量，从剖面中选择一段作为代表线④，依据Q=Area*Sp得到一份试算流量，不断改变代表线的位置和长度，进行循环试算，在试算结果中找到接近真实流量的那份，则该试算结果中的位置和长度对应的代表线，即为断面①的平均流速代表线。

实际使用中，adcp测流前，需要测量测流断面的大断面形态。

实际使用中，测流断面会划分为若干矩形小单元，剖面流速是这些小单元对应的流速。

实际使用中，需要在不同的水位级、不同的涨落水过程中，测得若干份流量，进行若干次的试算后，定出最合理的代表线。

2.真实流量计算公式Q=∑sp[i]*area[i]，即把每个剖面单元的流量累加得到真实流量，而每个剖面单元的流量为剖面单元的流速*剖面单元的面积。

实际使用中，由于测流设备的原因，往往不能测得全部的测流单元，特别是河边、河底、接近水面②的位置，存在若干盲区，这些盲区需要借用临近的单元结合经验公式推算而得。

3.代表线对应的是水平或垂直连续的几个剖面单元格，所述代表线的位置，是和剖面网格相关的，该位置也就是某个剖面单元网格的中心点位置，所述代表线的长度是剖面单元长度的整数倍。

实际使用中，如果准备在该断面安装水平adcp设备，代表线就采用水平的方式进行试算，如果准备安装坐底或浮漂adcp，代表线就采用垂直的方式进行试算。

4.试算流量计算公式Q=Area*Sp，Area为断面的面积，Sp为代表线的平均流速，是代表线所在位置处各个剖面单元流速的平均值。

实际使用中，代表线都采用连续的几个单元，以简化率定成果的使用。

5.不断改变代表线的位置和长度是一个双重循环遍历的过程，第一重循环是改变代表线的位置，也就是循环假设每个剖面单元为代表线的起始单元，第二重循环是改变代表线的长度，也就是在每个起始单元上试算不同长度的代表线对应的试算流量。

实际使用中，代表线会选择常年在水面②以下的部分，也就是只试算常年在水面以下位置对应的代表线。

实际使用中，代表线并不能随意设定长度，这和测量仪器有关，代表线的长度不能超过仪器的测量范围，代表线也不宜过短，太短的代表线并不能代表整个断面。

实际使用中，代表线循环试算前，需要依据测流断面的具体情况，依据所采用设备的测量指标设定代表线的试算范围。

实际工作中，代表线还需要避开河底高地形成的遮挡。

6.试算的初步结果是一个结构体数组，该结构体包括的属性有起始单元的X坐标、起始单元的Y坐标、起始单元的长度、试算流量，该数组中试算流量最接近真实流量的那份结构体，其对应的起始单元的X坐标、起始单元的Y坐标、起始单元的长度即为代表线。

本发明的优点是：

借助微型adcp或者走航adcp测流成果，通过代表线的试算和优选，可有效指导水平adcp设备和垂直adcp设备的安装，避免不必要的拆除、移动及重建，节省了人力物力财力，同时把安全生产隐患降到最低。

附图说明

图1：水平代表线。

图2：垂直代表线。

具体实施方式

依托剖面流速率定代表线的方法，借助微型adcp或者走航adcp测流成果，通过代表线的试算和优选，可有效指导水平adcp设备和垂直adcp设备的安装，避免不必要的拆除、移动及重建，节省了人力物力财力，同时把安全生产隐患降到最低。

为实现上述目标，本发明提供的技术方案如下：

1.如图1、图2所示，用微型adcp或者走航adcp测得一份流量，该流量中包含一组剖面单元③流速，依据Q=∑sp[i]*area[i]算的一份真实流量，从剖面中选择一段作为代表线④，依据Q=Area*Sp得到一份试算流量，不断改变代表线的位置和长度，进行循环试算，在试算结果中找到接近真实流量的那份，则该试算结果中的位置和长度对应的代表线，即为断面①的平均流速代表线。

实际使用中，adcp测流前，需要测量测流断面的大断面形态。

实际使用中，测流断面会划分为若干矩形小单元，剖面流速是这些小单元对应的流速。

实际使用中，需要在不同的水位级、不同的涨落水过程中，测得若干份流量，进行若干次的试算后，定出最合理的代表线。

具体实施时，本方法试算、优选后的最终结果是包括：水位、代表线位置（起点距、高程）、代表线的长度，真实流量，试算流量，测流方案设计者，需要从若干份真实流量对应的优选成果中，结合施测断面、地形、上下游情况等，判读和选择出最优方案，指导水平adcp或垂直adcp的安装。

2.真实流量计算公式Q=∑sp[i]*area[i]，即把每个剖面单元③的流量累加得到真实流量，而每个剖面单元的流量为剖面单元的流速*剖面单元的面积。

实际使用中，由于测流设备的原因，往往不能测得全部的测流单元，特别是河边、河底、接近水面②的位置，存在若干盲区，这些盲区需要借用临近的单元结合经验公式推算而得。

具体实施时，对于被断面切分成不完整的剖面单元，其面积按切分后的实际值计算。

3.代表线对应的是水平或垂直连续的几个剖面单元格，所述代表线的位置，是和剖面网格相关的，该位置也就是某个剖面单元网格的中心点位置，所述代表线的长度是剖面单元长度的整数倍。

实际使用中，如果准备在该断面安装水平adcp设备，代表线就采用水平的方式进行试算，如果准备安装坐底或浮漂adcp，代表线就采用垂直的方式进行试算。

4.试算流量计算公式Q=Area*Sp，Area为断面的面积，Sp为代表线的平均流速，是代表线所在位置处各个剖面单元流速的平均值。

实际使用中，代表线常采用连续的几个单元，以简化率定成果的使用。

具体实施时，经过本方法率定优选后的代表线，其平均流速，将被视作整个断面的平均流速。

5.不断改变代表线的位置和长度是一个双重循环遍历的过程，第一重循环是改变代表线的位置，也就是循环假设每个剖面单元为代表线的起始单元，第二重循环是改变代表线的长度，也就是在每个起始单元上试算不同长度的代表线对应的试算流量。

实际使用中，代表线会选择常年在水面②以下的部分，也就是只试算常年在水面以下位置对应的代表线。

具体实施时，水面会随季节、降水、泄洪、拦截坝等因素的影像而起伏变化，而代表线需要选择在水面以下0.5米以上（看走航ADCP入水深度）。

实际使用中，代表线并不能随意设定长度，这和测量仪器有关，代表线的长度不能超过仪器的测量范围，代表线也不宜过短，太短的代表线并不能代表整个断面。

实际使用中，代表线循环试算前，需要依据测流断面的具体情况，依据所采用设备的测量指标设定代表线的试算范围。

实际工作中，代表线还需要避开河底高地形成的遮挡。

6.试算的初步结果是一个结构体数组，该结构体包括的属性有起始单元的X坐标、起始单元的Y坐标、起始单元的长度、试算流量，该数组中试算流量最接近真实流量的那份结构体，其对应的起始单元的X坐标、起始单元的Y坐标、起始单元的长度即为代表线。

具体实施时，代表单元对应的X坐标，Y坐标，和流量施测中的起点距、高程一一对应。

具体实施时，水平adcp设备或者垂直adcp设备将参照代表单元进行安装，这些设备只采集代表单元上的流速，其他剖面的流速不采集，即便采集到也不予以采信，不参入最终流量的计算。

本发明的优点是：

借助微型或者走航adcp测流成果，通过代表线的试算和优选，可有效指导水平adcp设备和垂直adcp设备的安装，避免不必要的拆除、移动及重建，节省了人力物力财力，同时把安全生产隐患降到最低。

Claims (3)

1.依托剖面流速率定代表线的方法，其特征在于：用微型adcp或者走航adcp测得一份流量，该流量中包含一组剖面流速，依据Q1=∑sp[i]*area[i]得到一份真实流量，从剖面中选择一段作为代表线，依据Q2=Area*Sp得到一份试算流量，不断改变代表线的位置和长度，进行循环试算，在试算结果中找到最接近真实流量的那份，则该试算结果中的位置和长度对应的代表线，即为断面的平均流速代表线；

真实流量计算公式Q1=∑sp[i]*area[i]，即把每个剖面单元的流量累加得到真实流量，sp[i]是剖面单元的流速，area[i]是剖面单元的面积；

代表线对应的是水平或垂直连续的几个剖面单元格，所述代表线的位置，是和剖面网格相关的，该位置是代表线起始剖面单元网格的中心点位置，所述代表线的长度是剖面单元长度的整数倍；

试算流量计算公式Q2=Area*Sp，Area为断面的面积，Sp为代表线的平均流速，是代表线所在位置处各个剖面单元流速的平均值。

2.如权利要求1所述依托剖面流速率定代表线的方法，其特征在于：不断改变代表线的位置和长度是一个双重循环遍历的过程，第一重循环是改变代表线的位置，也就是循环假设每个剖面单元为代表线的起始单元，第二重循环是改变代表线的长度，也就是在每个起始单元上试算不同长度的代表线对应的试算流量。

3.如权利要求1所述依托剖面流速率定代表线的方法，其特征在于：试算的初步结果是一个结构体数组，该结构体包括的属性有起始单元的X坐标、起始单元的Y坐标、起始单元的长度、试算流量，该数组中试算流量最接近真实流量的那份结构体，其对应的起始单元的X坐标、起始单元的Y坐标、起始单元的长度即为代表线。

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