流量测验比测

8.1.1　水面系数比测及确定

水面系数是垂线（断面）平均流速与垂线水面点（水面平均）流速的比值。红旗站采用以前比测试验分析的水面系数0.82，比测期间实测垂线相对水深0.6与水面0.0测点流速38次，对以前使用的系数进行校核。冶力关、王家磨站流速水面系数，由于水深达不到垂线多点法施测条件，只能以比较接近天然河流的对数型垂线流速分布公式为理论依据，采用流速仪垂线相对水深0.6测点流速代表垂线平均流速，作为计算垂线平均流速的标准值，与流速仪垂线相对水深0.0采集的水面流速进行比较，分析确定水面系数。

（1）红旗站：比测试验期间，通过流速仪实测垂线相对水深0.6与0.0测点流速38组，见表8-1。点绘垂线相对水深0.6与0.0流速关系曲线图，求得水面系数为0.82，与以前使用的流速水面系数一致，见图8-1。

表8-1红旗站流速仪法水面系数测验数据统计表

续表8-1

续表8-1

图8-1 红旗站流速水面系数关系图

（2）冶力关（二）站：比测试验期间，通过流速仪实测垂线相对水深0.6与0.0测点流速44组，见表8-2。点绘垂线相对水深0.6与水面0.0测点流速关系曲线图，求得水面系数为0.77，见图8-2。

表8-2冶力关（二）站流速仪法水面系数测验数据统计表

续表8-2

续表8-2

图8-2 冶力关（二）站流速水面系数关系图

（3）王家磨站：比测试验期间，通过流速仪实测垂线相对水深0.6与水面0.0测点流速25组，见表8-3。点绘垂线相对水深0.6与水面0.0测点流速关系曲线图，求得水面系数为0.81，见图8-3。

表8-3王家磨站流速仪法水面系数测验数据统计表

图8-3 王家磨站流速水面系数关系图

8.1.2　风对水面流速的影响

在雷达波测速仪测水面流速时，如果风大，水面流速会受到风的影响。顺风水面流速会偏大，逆风水面流速会偏小。流速越大，风影响水面流速的程度相对要少；流速越小，风影响水面流速的程度相对要大。在成果资料整理上，要借鉴浮标测验法，观测风力、风向，对成果资料进行整理。当风比较大时，要参照浮标法流量测验计算方法，改正水面流速由风引起的误差。

8.1.3　雷达波流量测验成果

雷达波流量测验是采用测量水面流速的流速面积法。测验原理是利用雷达实测断面上一系列垂线水面流速，用水面流速系数推算垂线平均流速，然后借用断面资料，用分割法计算断面流量。具体做法是：在计算机中录入水文站近期断面资料，计算机遥控步进电机定位测速垂线，雷达探头发射雷达波测量水体表面流速，测流软件根据水位及断面资料计算面积，计算河道断面流量。试验期间分别在红旗站、冶力关（二）站、王家磨站用雷达波测速仪实测流量分别测得20次、21次、5次，见表8-4、表8-5、表8-6所示。

表 8-4 洮河红旗站实测流量成果表

表 8-5 冶木河冶力关(二)站实测流量成果表

表 8-6 漫坝河王家磨站实测流量成果表

8.1.4　断面流速分布合理性分析

（1）红旗站：随机对收集的20次比测资料的第3次（2014071801水位1744.74m）、第14次（20140080102水位1745.10m）、第19次（2014080107水位1745.15m）实测流量成果资料，绘制流速仪垂线相对水深0.0、0.6和雷达波垂线水面0.0测点流速横向分布图，见图8-4、图8-5、图8-6。从三张流速横向分布图中可以看出三次雷达波水面测点流速在不同的垂线上大部分大于流速仪水面测点流速。

图8-4 第3次（2014071801水位1744.74m）流速横向分布图

图8-5 第14次（2014080102水位1745.10m）流速横向分布图

图8-6 第19次（2014080107水位1745.15m）流速横向分布图

（2）冶力关（二）站：随机对收集的21次比测资料的第10次（2014072001水位5.69m）、第14次（2014081101水位5.95m）、第20次（2014081107水位5.95m）实测流量成果资料，绘制流速仪垂线相对水深水面0.0、半深0.6和雷达波垂线水面0.0测点流速横向分布图，见图8-7、图8-8、图8-9。从三张流速横向分布图中可以看出三次雷达波水面测点流速在不同的垂线上大部分大于流速仪水面测点流速。

图8-7 第10次（2014072001水位5.69m）流速横向分布图

图8-8 第14次（2014081101水位5.95m）流速横向分布图

图8-9 第20次（2014081107水位5.95m）流速横向分布图

（3）王家磨站：随机对收集的5次比测资料的第1次（2014081201水位13.02m）、第3次（2014081203水位12.96m）、第5次（2014081205水位12.91m）实测流量成果资料，绘制流速仪垂线相对水深水面0.0、半深0.6和雷达波垂线水面0.0测点流速横向分布图，见图8-10、图8-11、图8-12。从三张流速横向分布图中可以看出三次雷达波水面测点流速在不同的垂线上大部分大于流速仪水面测点流速。

图8-10 第1次（2014081201水位13.02m）流速横向分布图

图8-11 第3次（2014081203水位12.96m）流速横向分布图

图8-12 第5次（2014081205水位12.91m）流速横向分布图

在以上3个比测站的9次流速横向分布图中能够明显发现：低水各级水位的流速与水深横向分布形状对应合理；流速仪垂线相对水深0.6的测点流速小于水面0.0的测点流速，与实际相符；雷达波水面0.0的测点流速大部分垂线大于流速仪水面0.0的测点流速。以上图也映证了雷达波测速仪水面测速相对流速仪测速存在系统偏大的误差。