老沭河新安站二线能坡法流量实时在线分析

（江苏省水文水资源勘测局徐州分局，江苏徐州 221000）

0.概况

沭河发源于山东省沂水县北部沂山南麓，属陡涨陡落的山溪型河流，流经大官庄分为向东新沭河、向南老沭河两股。老沭河江苏境内段河床坡降相对较缓，但涨落水仍然较为迅速。

老沭河新安站附近河段基本顺直，主泓断面为不太规则U字形，常水位水面宽197m，河床基本无冲淤，不通航；水流受变动回水等综合因素影响，无稳定水位～流量关系。

二线能坡法也叫二线V-ADCP垂线代表法，即根据V-ADCP安装技术要求，在基本断面选择对断面平均流速有较好代表性的两条垂线的河底各安装一台垂向ADCP，以实现流量自动测报的目的[1]。

1.分析方法

采用能坡法流量与缆道流速仪法流量相关分析法。根据试验比测资料，点绘缆道流速仪法实测流量与相对应的能坡法流量的相关关系，绘制相关曲线，对该曲线冠以数学模型，求得该模型的函数关系式，再对所定关系线进行三种检验与精度评定。

2.分析过程

2.1 资料选用

经资料审查，由于受风浪影响，二线能坡法流量Q能＜20m3/s时，资料相对误差较大，不参与相关分析，故选择仪器安装位置、参数设置均相同的新安站2019―2020年二线能坡法流量Q能≥20m3/s的149次比测资料，进行能坡法流量～缆道流速仪法流量相关分析。

2.2 相关关系线建立

为便于生成推流关系线数学模型公式，以二线能坡法流量为横坐标，以相应的缆道流速仪法流量为纵坐标，点绘选取的149次比测资料的X―Y散点图，发现相关点呈一组密集分布且有规律的带状，对该带状图进行相关图定线配型分析。

当选配相关线数学模型为二阶多项式时，实测点与关系线拟合程度好，且高中低水均无明显的系统偏离，微调关系线截距为0使其通过坐标原点，得到利用二线能坡法流量推求断面流量的关系曲线的数学模型公式为：Q=0.0001Q能2+0.9324Q能，见图1。

图1 新安站2019―2020年二线能坡法流量～流速仪法流量相关图

2.3 关系线检验及定线精度评定

2.3.1 测点误差及有关过渡变量统计计算

根据所得关系曲线数学模型公式：Q=0.0001Q能2+0.9324Q能，按二线能坡法流量从小到大顺序排列，列表计算三种检验、精度评价所需的过渡变量，见表1。

表1 新安站二线能坡法相关分析三种检验误差计算略表

2.3.2 关系线检验

国家行标《水文资料整编规范SL 247-2012》规定：所定单一线应做符号检验、适线检验和偏离数值检验。

适线检验：符号变化次数k2=76，因76=k2≮0.5（n-1） =74，故无需做此项检验，接受假设。

2.3.3 关系线精度评定

实测点对关系线无明显系统偏离，系统误差采用实测点对关系线的相对误差的平均值p=-0.07%＜±1%，满足定线精度指标要求。

2.4 关系线适应范围简析

本关系线实测二线能坡法流量范围为20m3/s～704m3/s，根据《规范》规定可适当进行高水延长使用，谨慎采用高水延长幅度为实测二线能坡法流量变幅的20%，得到其适应范围为：20m3/s≤Q能≤841m3/s。

3.结论与建议

（1）本方案可作为新安站流量实时在线方案，亦可用于水文资料整编，推流工作线数学模型公式为：Q=0.0001Q能2+0.9324Q能，（适用范围：20m3/s＜Q能＜841m3/s）。

（2）其他非通航河道且河床比较稳定的站，均可采用本法实现流量实时在线。

（3）二线能坡法流量软件参数设置时应考虑消除风浪影响，以满足小流量的测验要求。

（4）水下测流设备及传输线路应安装牢固，增强抵御洪水冲击能力。