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水文要素比测试验

时间:2022-11-01 百科知识 版权反馈
【摘要】:经过测量误差没有超出水文《规范》的要求。断面资料测量精度由大断面测量方法保证。雷达测流试验在水文缆道流速仪测流断面上进行,流量计算所用垂线水深借用水文缆道测量结果。通过试验,仪器摆动对测速存在影响。在此验证了雷达波测流仪器步行电机及驱动设备的匹配性、可靠性。通过设置参数和操作雷达波测速仪测流软件,仪器往返测验正常。

7.6.1 宽度测量(起点距定位

雷达测速仪行走速度大于0.5m/s速度时,因为启动速度快,有打滑现象,当停止时减速也快,冲力大,也有打滑现象,两者会有一定的相互抵消。起点距误差,是仪器上下坡启动、停止摩擦力不一样的微小误差。经过测量误差没有超出水文《规范》的要求。

起点距定位要在已经收集的断面资料基础上由计算机遥控步进电机自动完成,通过经纬仪岸上交会校检,测宽比测率定结果符合《规范》要求。

7.6.2 比测采用断面资料

雷达流量测验与流速仪借用断面资料多线水面一点法测速完成流量测验类似,不同之处是测速所用仪器一个使用雷达,另一个使用转子式流速仪。断面资料测量精度由大断面测量方法保证。雷达测流试验在水文缆道流速仪测流断面上进行,流量计算所用垂线水深借用水文缆道测量结果。使得雷达与流速仪流量比测断面资料同精度,消除了两种方法比测断面资料测量引起的误差影响。

7.6.3 测量流速试验

通过试验,仪器摆动对测速存在影响。实验方法:在水文缆道的铅鱼底部悬挂雷达测流仪,雷达探头离水面1.8m,使铅鱼在水流方向上前后运动,带动雷达测速仪前后摆动,摆幅随着时间的推移逐步变小,最终静止。设定测速历时为20 s,给铅鱼一个摆幅,进行连续测速,测速数据见表7-4(时间为2015年12月16日16:06~16:27分,温度为-1.6℃),可以看出随着摆幅由大逐步变小,连续测速值会由大变小并逐步趋向稳定。说明雷达探头前后摆动会影响测速精度,在摆动中测速结果偏大,摆幅越大,结果偏离越多。实验结果:雷达测速仪不能架设在缆道铅鱼上使用。由于铅鱼缆道在运行过程中,易引起铅鱼摆动,使测速结果偏大。

表7-4 仪器前后摆动测速记录表
时间:2014年12月16日 16∶06-16∶27分 测速历时20s 温度:-1.6℃

7.6.4 参数设置试验

(1)大断面起点距定位及返回停泊点误差测试

随机从每站比测试验次数中抽取5次,进行大断面起点距定位测试,并统计返回起始位置的误差平均,见表7-5。雷达波测速仪返回停泊点的位置及返回误差值说明,返回误差与简易缆道钢丝绳的长度存在一定关系,简易缆道钢丝绳越长,返回误差越大。但通过此项比测说明雷达定位、返回停泊点位置基本准确,返回误差在允许范围内。在此验证了雷达波测流仪器步行电机及驱动设备的匹配性、可靠性

(2)比测确定测速垂线离岸边的最小距离

在红旗水文站进行比测试验中发现,雷达波测速仪测算岸边第一条垂线水面流速时,有效数字少于8组,且采集的流速数据为5.0~8.0m/s的情况,转子式流速仪施测垂线水面流速为0.3m/s。由于雷达波测速仪的挂设高度与辐射水面面积存在一定关系,当雷达离岸边第一条垂线流速较近时,部分雷达辐射面辐射到部分干滩,故所测算垂线平均流速误差偏大。对红旗水文站岸边第一条流速垂线距岸边的最佳位置进行比测分析,确定为靠近岸边的测速垂线距离水边2~3m为宜。

表7-5仪器返回停泊点随机误差统计表

(3)试验雷达波测速仪探头角度对测速数据的影响

分别设置雷达波测速仪探头角度为30°、45°、60°,对应设置雷达波测速仪测流软件的设置角度为30°、45°、60°比测实验,测流成果如表7-6。说明角度对测验数据影响不大,常规45°测验角度效果最佳。

表7-6雷达波测速仪测流角度对流量成果影响统计表

(4)雷达波测速仪测速历时对测流数据的影响

把雷达波测流仪器角度设置为45°,然后设置测流软件测速历时,分别设置为20s、30s、50s、100s进行流量测验,测流成果如下表7-7。

表7-7比测测流历时对测流数据的影响成果统计表

由于流速越大每秒测得流速数据越多,流速越小每秒测得流速数据越少,所以流速大时,测速时间可短些;流速小时,测速时间应长些。常规下,流速大于1.0m/s时,测速历时可采用20~30s;流速在0.5~1.0m/s时,测速历时可采用30~50s;流速小于0.5m/s时,测速历时可采用50~100s。

(5)进行往返测流试验(红旗站)

①往测:设置起点距零点在右,测流起点在右。测流结束后,仪器停止在125.0m。

②返测:测流结束后,仪器停止在125.0m进行返回测流试验。设置“安装方位”为起点距零点在右,测流起点在左。结果能正常返回第一条垂线40.0m处,然后返回到停泊点8.0m处。

通过设置参数和操作雷达波测速仪测流软件,仪器往返测验正常。说明大水期间水位变化较快时,往返测验在抢测洪峰时可以采用。

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