1、第10卷第1期2011年3月楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)JournalofYanglingVocational&TechnicalCollegeVol.10No.1Mar.2011魏家堡水文站電波流速儀測(cè)速應(yīng)用系數(shù)率定分析王寶文(陜西省寶觀水文水資源勘測(cè)局.陜西寶雞721003)摘要：為了解決魏家堡水文站高水流域測(cè)驗(yàn)何題，提高測(cè)驗(yàn)精度，探索電波流速儀在北方多泥沙河流的適用條件和適用范圍.本文以消河干流魏家堡水文站手持式電波流速儀與轉(zhuǎn)子流速儀同步觀測(cè)水面流速數(shù)據(jù)為依據(jù)，按照水文統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行計(jì)算、檢查、分析兩者之間的相關(guān)關(guān)系，率定電波流速儀測(cè)速應(yīng)用系數(shù)，進(jìn)而推求斷面流量，解決電波流速儀用于渭河魏

2、家堡站高水測(cè)驗(yàn)時(shí)的流量計(jì)算何題.關(guān)健詞：電波流速儀；應(yīng)用系數(shù)；率定分析；魏家堡水文站中圖分類號(hào):P335文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671-9131(2011)01-0060-02AnalysisofCoefficientsCalibrationofElectricWaveCurrentMeteratWeijiabaoHydrologicalStationWANGBao-wen(BaojiHydrologyandWaterResourcesSurveyBureauofShaanxiProvince,Baoji,Shaanxi*721003)Abstract:Inordertomeasurelar

3、geflowofwateratWeijiabaohydrologicstation,toimprovemeasurementprecision*andexploretheapplicationconditionsandscopeofelectricwavecurrentmeterinNorthernheavilysilt-carryingrivers,thispaper*basedonthesynchronizedobservationdataofsurfacespeedofflowbyusinghandheldelectricwavecurrentmeterandrotorcurrentme

4、ter,carriesonthecomputation*inspectionaccordingtothehydrologystatisticsprinciple*toanalyzethecorrelationshipbetweenthem,tocalibratethecoefficients,togetthesectionflows,andtosolvetheproblemofcalculatingflowsofwateratWeijiaobaostationusingelectricwavecurrentmeter.Keywords：electricwavecurrentmetencoeff

5、icienticalibrationanalysis；Weijiabaohydrologicalstation收稿日期：2010-12-09作者簡(jiǎn)介：王寶文（1975-）,男.陜西寶雞人，工程師.主要從事水文管理與研究工作.解決好高水流ift測(cè)驗(yàn)問(wèn)題，不僅為各級(jí)防汛部門提供及時(shí)準(zhǔn)確的決策依據(jù)，也能積累寶貴的高水水文資料，為各種水利工程的設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確依據(jù)。北方多泥沙河流的高水測(cè)驗(yàn)問(wèn)題一直是困饒水文部門的一個(gè)難題，轉(zhuǎn)子流速儀測(cè)驗(yàn)精度高，但受北方河流高水情況下水面漂浮物多的影響無(wú)法施測(cè)，目前常用的多泥沙河流高水測(cè)驗(yàn)方法是浮標(biāo)法和比降面積法，浮標(biāo)法受到浮標(biāo)系數(shù)及浮標(biāo)質(zhì)量的影響，比降面積法受到河床糙率的

6、影響，上述兩種方法的測(cè)驗(yàn)精度均受到影響。而手持式電波流速儀是近幾年新研制開發(fā)的在高水條件下，施測(cè)水面流速的一種儀器。優(yōu)點(diǎn)是體積小、攜帶方便、測(cè)流速度快、精度高，缺點(diǎn)是沒有針對(duì)北方多泥沙河流的應(yīng)用系數(shù)，不能直接用于流量測(cè)驗(yàn)。本文以電波流速儀與轉(zhuǎn)子流速儀在渭河干流魏家堡水文站同步同垂線實(shí)測(cè)水面流速資料為依據(jù)，率定電波流速儀應(yīng)用系數(shù)，解決電波流速儀直接用于渭河干流魏家堡水文站流量計(jì)算問(wèn)題。1基本情況魏家堡水文站為渭河中游干流控制站，地處陜西省眉縣西關(guān)，控制流域面積37012kn?,河長(zhǎng)494.9km,系國(guó)家重要水文站。該站流量測(cè)驗(yàn)利用眉縣渭河大橋進(jìn)行橋測(cè)，眉縣渭河大橋全長(zhǎng)720m,橋面凈寬12.0m

7、、有25個(gè)橋墩、兩個(gè)邊墩為斜錐型，中間23個(gè)橋墩為直立圓柱型雙橋墩。圓柱直徑1.25m、兩柱之間8.0m、共有24個(gè)橋孔、孔距30.0m°大橋距河床底高度約7至10m,主槽部分為17m左右。該站測(cè)驗(yàn)河段較順直，河槽為寬淺形復(fù)式河床，河床系沙質(zhì)組成,水位在496.00m以上時(shí)（流量約在800m3/s以上）河床會(huì)出現(xiàn)漫灘，河面寬可達(dá)680m以上，灘地平坦，種植莊稼。漫灘時(shí)灘地流速、水深較小。當(dāng)水位在496.00m以下時(shí)，水面寬在200m以內(nèi)，因主流靠近右岸（南岸）處，位于起點(diǎn)距40.0-190m之間，此時(shí)，河槽為窄深式，水深、流速相對(duì)較大。按照電波流速儀和轉(zhuǎn)子流速儀的技術(shù)參數(shù)和使用要求，

8、在該站測(cè)驗(yàn)河段進(jìn)行手持式電波流速儀與轉(zhuǎn)子流速儀比測(cè)分析滿足要求。手持式電波流速儀采用美國(guó)德卡托公司生產(chǎn)的儀器（簡(jiǎn)稱SVR雷達(dá)槍），主要技術(shù)指標(biāo)：架設(shè)高度5m至15m（距水面垂直高度），測(cè)速范圍0.3m/s9.1m/s,可用于高水期間測(cè)量水面流速，測(cè)量流速時(shí)順流或逆流均可；轉(zhuǎn)子流速儀采用重慶水文儀器廠的LS25-3A旋漿式轉(zhuǎn)子流速儀，測(cè)速范圍0.04m/s10m/s,用于河道高速測(cè)量，兩種儀器均滿足電波流速儀系數(shù)率定的測(cè)驗(yàn)要求。2比測(cè)情況測(cè)驗(yàn)河段的選擇、儀器設(shè)備的使用、流量測(cè)驗(yàn)方法等均嚴(yán)格按照中華人民共和國(guó)水利部河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范GB50179-93執(zhí)行。在比測(cè)時(shí)每條垂線上同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)子流速儀和電波

9、流速儀同點(diǎn)水面流速測(cè)速，同時(shí)觀測(cè)、同時(shí)移動(dòng)、做到同步觀測(cè)。由于電波流速儀的觀測(cè)俯角采用40°,其測(cè)流斷面選在距離轉(zhuǎn)子流速儀測(cè)流斷面上游8.0m處，暫不考虐上下兩斷面之間的距離差及流速變化。測(cè)驗(yàn)時(shí)，在大橋迎水面橋邊相應(yīng)起點(diǎn)距兩邊分別架設(shè)轉(zhuǎn)子流速儀和電波流速儀，符合電波流速儀使用說(shuō)明中“當(dāng)水平角為0°，俯角小于45°時(shí)，儀器具有最佳測(cè)量精度”的要求。同時(shí)，兩種儀器借用同一斷面，故系統(tǒng)誤差也是相同的，這樣即滿足轉(zhuǎn)子流速儀橋測(cè)流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范，也滿足電波流速儀測(cè)流使用要求。3資料選用實(shí)測(cè)資料選用魏家堡站2010年6月1日到10月30日不同水位級(jí)電波流速儀與轉(zhuǎn)子流速儀同步實(shí)測(cè)水

10、面流速資料24份，在高、中、低不同水位級(jí)對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)基本包含了該站河道的不同水流情況，水位變幅從493.59m（第5次）-495.95m（第19次），變幅2.36m；流址由47.1n?/s980m3/s.4分析方法為了保證分析成果的通用性和準(zhǔn)確性，在分析樣本的選用中，打破測(cè)次概念，將各個(gè)測(cè)次的每條垂線電波流速儀所測(cè)數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子流速儀所測(cè)數(shù)據(jù)，作為一組獨(dú)立的隨機(jī)事件加入樣本進(jìn)行分析。根據(jù)測(cè)驗(yàn)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況，對(duì)受風(fēng)速、雨速、水面漂浮物等受外界干擾因素影響的單點(diǎn)或單次流信成果、變化較大的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和別除，共收集單點(diǎn)比測(cè)資料203組數(shù)據(jù)。按水文統(tǒng)計(jì)學(xué)原理將選用的實(shí)測(cè)資料進(jìn)行計(jì)算、檢查、分析

11、，然后點(diǎn)繪兩種儀器所測(cè)水面流速的相關(guān)關(guān)系圖，建立兩變址組之間的回歸方程，分析其相關(guān)關(guān)系，率定電波流速儀的測(cè)速應(yīng)用系數(shù)。5系數(shù)率定用計(jì)算機(jī)電子表格功能中的圖表點(diǎn)繪功能繪制相關(guān)圖后，并添加相關(guān)方程，得出理論方程式：y=0.9918X4-0.0745（丫為流速儀線性理論值、X為電波流速儀實(shí)測(cè)值），用該方程式對(duì)電波流速儀所測(cè)水面流速數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所得數(shù)據(jù)即為流速儀線性理論值，相關(guān)系數(shù)r=0.9307（見圖1）。雷達(dá)測(cè)速槍水面一點(diǎn)流速（n/s）圖1魏家堡站雷達(dá)測(cè)速槍水面一點(diǎn)流速和流速儀水面一點(diǎn)流速相關(guān)系數(shù)分析圖雷達(dá)測(cè)速槍水面一點(diǎn)流速（n/s）圖1魏家堡站雷達(dá)測(cè)速槍水面一點(diǎn)流速和流速儀水面一點(diǎn)流速相關(guān)系數(shù)

12、分析圖3兇保處i*M««5.1相關(guān)分析相關(guān)系數(shù)Ir|=0.9307>0.8,說(shuō)明電波流速儀流速和轉(zhuǎn)子流速儀流速間相關(guān)程度密切。5.2相關(guān)系數(shù)的誤差分析每組電波流速儀水面流速和轉(zhuǎn)于流速儀水面流速的測(cè)量過(guò)程可視為相互獨(dú)立的隨機(jī)事件，其誤差符合正態(tài)分布。相關(guān)系數(shù)的均方差為：6=±（1r2）/刑E,=士0.6745（1經(jīng)計(jì)算m=±0.009391E,=±0.006334經(jīng)計(jì)算可看出，當(dāng)和愈大時(shí)，則隨機(jī)誤差I(lǐng)E,I愈小。因通常以I4E,|表示尸的最大誤差范圍，故在水文分析中常認(rèn)為當(dāng)|尸|>|4E,|時(shí)，'與工間的相關(guān)關(guān)系良好。計(jì)算結(jié)果

13、中，廠=0.9307,E,=士0.006334,Ir|>|4Er|,相關(guān)關(guān)系密切。（下轉(zhuǎn)第65頁(yè)）式，創(chuàng)新思維能力等教學(xué)目標(biāo)。3.5項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法所謂項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法是一種以現(xiàn)代企業(yè)的職業(yè)行為為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生綜合能力作全面培養(yǎng)的一種教學(xué)方式，即教師在教學(xué)的同時(shí)，給每個(gè)學(xué)生或每個(gè)小組安排一個(gè)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)際項(xiàng)目作為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，學(xué)生在課上不僅要學(xué)習(xí)知識(shí)，而且要綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成實(shí)際工作任務(wù)。學(xué)生在教師的犧助下，緊緊圍繞一個(gè)個(gè)共同的任務(wù)活動(dòng)中心，在強(qiáng)烈的問(wèn)題動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)資源的積極主動(dòng)應(yīng)用，進(jìn)行自主探索和互動(dòng)協(xié)作的學(xué)習(xí)。例如，我們?cè)阡N售管理和推銷理論與技巧的聯(lián)合實(shí)訓(xùn)中就采用了

14、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法，讓學(xué)生完成一個(gè)從銷售計(jì)劃的制定、銷售實(shí)戰(zhàn)到精英團(tuán)隊(duì)的策劃，不僅用項(xiàng)目任務(wù)還利用成就感來(lái)驅(qū)動(dòng)學(xué)生，在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與度，要求學(xué)生跟著教師、或?qū)W生之間共同學(xué)習(xí)并深入探討。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法要求學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)書的需求參與設(shè)計(jì)，并以學(xué)生小組的形式討論方案，培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力、合作與協(xié)調(diào)能力。努力營(yíng)造環(huán)境和氣氛，在分階段的逐步的展示和分析中讓學(xué)生跟著項(xiàng)目的進(jìn)度學(xué)習(xí)并思考。同時(shí)通過(guò)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和積極性。實(shí)踐證明，將建構(gòu)主義教學(xué)理論和學(xué)習(xí)觀貫穿于市場(chǎng)營(yíng)銷專業(yè)的教學(xué)方法之中，強(qiáng)調(diào)利用學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)去獲得和掌握新的知識(shí)，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和合作學(xué)習(xí)的能

15、力。教師創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生進(jìn)行知識(shí)探索和意義建構(gòu)的情境，在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中起輔導(dǎo)、引導(dǎo)、支撐、激勵(lì)的作用，處于從屬地位$學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中充分發(fā)揮自身的主動(dòng)性、協(xié)作性和探究性，積極參與學(xué)習(xí)過(guò)程，處于主導(dǎo)地位。這種以學(xué)生為主導(dǎo)的教學(xué)模式更有利于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和學(xué)習(xí)能力，全面提高學(xué)生的素質(zhì)，培養(yǎng)出符合當(dāng)今社會(huì)需要的市場(chǎng)營(yíng)銷專業(yè)人才。參考文獻(xiàn):1 巨瑛梅.劉旭東.當(dāng)代國(guó)外教學(xué)理論M.北京：教育科學(xué)出版社，2004.2 DianeHoltReynolds.Whatdoestheteacherdo?Constructivistpedagogicsandprospectiveteacher'sbe

16、liefsabouttheroleofateacher.JJ.TeachingandTeacherEducation,2000.（16）：2132.3 辛自強(qiáng).知識(shí)建構(gòu)研究：從主義到實(shí)證M.北京：教育科學(xué)出版社.2006,高文,徐斌艷，吳剛.建構(gòu)主義教育研究M.北京：教育科學(xué)出版社,2008.（上接第61頁(yè)）5.3相關(guān)系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)，利用£分布進(jìn)行相關(guān)系數(shù)。的顯著性檢驗(yàn)方法ra=-Jz：+八一2在給定信度g下，以自由度一2查£分布表，得臨界值代入上式計(jì)算仁。由不同的/可制成相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)表，以供查用。當(dāng)IrI，乙時(shí)，認(rèn)為相關(guān)顯著。其中r為根據(jù)樣本資料計(jì)算的相關(guān)系數(shù)，乙為根據(jù)樣本容量和信度。從表中查得的數(shù)值。前面提到在水文計(jì)算中一般認(rèn)為|r|>0.8可作為計(jì)算中的參考。現(xiàn)在從表中查得，=203、取信度。=O.Ol.m=1、查相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)表得乙=0.20,|r|=|0.9307|>0.20即|尸|>匚表明流速系數(shù)相關(guān)顯著。6合理性檢查（1）標(biāo)準(zhǔn)差&=18.2%，隨機(jī)不確定度為36.4%,系統(tǒng)誤差為一1.6%,隨機(jī)不確定度較大，主要是有幾個(gè)突出點(diǎn)所為，基本