[发明专利]一种基于代表垂线点流速测量高洪的非接触式测流方法

摘要

本发明公开了一种基于代表垂线点流速测量高洪的非接触式测流方法，包括以下几个步骤：(1)根据河流断面资料确定一条或多条垂线的位置，使用雷达流速仪测出施测垂线下方的河流表面点流速；(2)由施测垂线的表面点流速推算出多条垂线的表面点流速V₁～V_p(共p条垂线的表面点流速)；(3)把多条垂线上的截断表面点流速进行算术平均，得出河流表面的平均流速V_sur；再根据水力学经验公式，所述河流表面的平均流速乘以表面流速系数λ即可得到断面平均流速V_ave；(4)根据河流断面资料求得设定水深对应的河流过水断面面积，其与断面平均流速相乘即得出河流流量值。本发明可以快速、便捷、准确地计算出人工及天然河流流量，尤其适用于无人值守的暴雨、高洪水等复杂灾害性环境。

主权项

1.一种基于代表垂线点流速测量高洪的非接触式测流方法，其特征在于，包括以下几个步骤：(1)根据河流断面资料确定一条或多条垂线的位置，使用雷达流速仪测出施测垂线下方的河流表面点流速；(2)根据水文测验学中垂线流速横向分布理论，在测验的断面没有回流和死水的条件下，不同垂线的表面点流速大小与水深成正比，由施测垂线的表面点流速推算出多条垂线的表面点流速V₁～V_p；(3)把多条垂线上的表面点流速进行算术平均，得出河流表面的平均流速V_sur；再根据水力学经验公式，所述河流表面的平均流速乘以表面流速系数λ即可得到断面平均流速V_ave；(4)根据河流断面资料求得设定水深对应的河流过水断面面积A(h)，其与断面平均流速V_ave相乘即得出河流流量值Q；步骤(3)中，所述表面流速系数λ具体的计算方法如下：式中，C为谢才系数，采用曼宁公式计算，公式如下：式中，n为河段糙率，R为水力半径；其中水力半径是过水断面积与湿周之比，由已有河流断面资料得到；糙率n的推算参照以下公式计算：n＝(n₀+n₁+n₂+n₃+n₄)m式中，n₀表示天然顺直、光滑、均匀渠道的基本糙率；n₁是考虑水面不规则影响的修正因子；n₂表示河道断面形状和尺寸变化的影响因子；n₃表示阻水物影响的因子；n₄表示植物影响的因子；m表示河道曲折情况影响的因子；η为综合修正系数，0<η<1，以便当断面存在死水及回水时，对上述计算结果再进行修正。