堰闸流量相关分析法-水文资料整编

由于多重因素的影响，在实际工作中直接应用水力学公式推流，往往得不到所要率定的数值。这时，可以对资料作综合分析，修订流量系数，从而得到实用的推流公式，下面介绍两种方法。

1.逐步图解法

逐步图解法是在水力学公式的基础上，依据实测流量资料，用逐步图解法计算，求得适用于本地区或本站的堰闸流量计算公式的形式、流量系数和指数。

（1）图解分析公式。用逐步图解法直接分析流量计算公式时，可将表3.12中的第3号、5号、6号公式改写成以下形式

式中 CC、Mb、M C——流量系数；

α、β——指数。

（2）图解分析步骤。先取公式中与因变量有关的第一自变量，点绘相关图，消除它对因变量的影响后，再点绘第二自变量与因变量的相关图，并消除第二自变量对因变量的影响，然后验证第一自变量与因变量的关系。经过反复验证，直接相关得出的计算公式能满足精度要求。现以平底闸淹没式孔流为例，进行介绍。

由式（3.37）可以看出，流量与e的一次方和ΔZ的1/2次方成正比，而实际上e和ΔZ对Q的影响并非简单符合此关系，且M C值亦并非常数，这给流量的计算带来了不便。因此，可把式（3.37）改写成式（3.43）的形式。然后根据率定资料，分析确定M C、α、β3个参数。方法如下。

1）为分析流量系数M C和指数α、β值，先假设α=1，将式（3.43）移项得

两边取对数，则

2）在双对数上点绘Q/e-ΔZ关系图，通过点群中心定线，如图3.63所示，初步消除e的影响。由图解可求得的M C、β第一次近似值。如图3.63所示，某闸淹没式孔流1974年及1975年的实测成果相关图。由图求得β1=0.52。

3）利用求得的值，再将式（3.43）改写为(www.xing528.com)

再取两边对数，得

再在双对数纸上点绘Q/ΔZ 0.52-e关系图，通过点群中心定线，如图3.64所示，由图求得α1、M C1值。

图3.63　Q/e-ΔZ关系曲线

图3.64　Q/ΔZ 0.52-e关系曲线（B=60m）

本例图解求得：当e≤1.5m时，α1=0.92，M CB=200（e=1时，M CB值在图中读数值），已知B=60m，则M C1=200/60=3.333。

4）将求得的M C1、α1、β1 3个参数代入式（3.43），即得相应的流量计算公式。本例为

5）为了验证所得结果的精度，可将以上推算的Q 1与实测流量Q比较，若符合精度要求，则M C1、α1、β1即为所求；若不符合精度要求，则应在此基础上重复上述步骤的校正方法，求解M C2、α2、β2等，直至符合精度要求。

逐步图解法亦称图解分析法。对于流量计算式（3.41）～式（3.43），除了采用图解分析法求得各参数，也常用线性回归分析法率定参数，回归分析是以最小二乘法原理，求出测验点据离差平方和最小的回归方程各参数。根据变量的多少可分为一元回归与多元回归两种分析方法。

2.堰闸过水平均流速法

利用实测流量Q和闸孔过水面积A直接推求闸孔过水的平均流速，即。以求得的值，按照堰闸的不同出流情况，分别点绘ΔZ-（淹没出流）或hu-（自由出流）关系曲线，利用关系曲线进行有关计算推流。