水面流速系数法浮标系数的分析与评定

水面流速系数法利用水面流速试验资料确定浮标系数。下面简要介绍该法的理论基础和有关参数的定量方法[16]。

（一）不作河槽改正的浮标系数计算

设断面流量为Q，以水面流速算得的虚流量为Q0，则断面浮标系数为

令

则

式中：为断面平均水面流速系数；为断面平均空气阻力改正系数。

断面平均水面流速系数由下式计算

式中：K0j=为第j部分的水面流速系数，分别为由垂线平均流速计算的第j部分平均流速和由水面流速计算的第j部分平均流速；q0j为由水面流速计算的部分流量。(www.xing528.com)

断面平均空气阻力改正系数按下式计算

式中：A为浮标阻力分布系数；ρa/ρw为空气与水的密度比，一般可视为常数；sa/sw为浮标在空气中和在水中受力面积模数比，与浮标的材质、型式有关；ca/cw为空气与水的阻力系数比，与水流含沙量及浮标材质、型式有关；为断面平均阻力系数；为断面平均浮标运行速度；vw为一次测流过程中各浮标运行时风向一致条件下的平均风速。

于是，不考虑河槽改正的浮标系数可表示为

（二）考虑河槽改正的浮标系数计算

分别表示浮标中断面的断面平均水面流速系数、断面平均空气阻力系数和断面浮标系数。河槽改正系数Kw，用以考虑河段不顺直和断面不一致的情况，将浮标运行速度转化为中断面时均流速。河槽改_正系数按下式计算

式中：为河段平均过水断面面积；Au，Am，Ad分别为上中下浮标断面的过水断面面积；Ac为流速仪测流断面的过水断面面积。于是，考虑河槽改正的浮标系数可表示为

通过水面流速系数分析求得的浮标系数考虑因素较多，颇有理论基础。实际应用中，还应与其他方法求得的浮标系数进行比较分析，最后选定采用值。原则上，可以通过对式（6-3-12）应用标准差传播律求得浮标系数标准差，但正因为考虑因素较多，而且有些误差分量之间还存在相关性，计算较复杂，而计算出来的标准差可能实用意义不大，所以建议采用其他一些较简单方法来估计其标准差。