一种制造技术

本发明专利技术提供一种

【技术实现步骤摘要】
一种ADCP数据实时拟合水文测验分层流速的方法


[0001]本专利技术涉及水文测验领域，尤其涉及一种
ADCP
数据实时拟合水文测验分层流速的方法
。

技术介绍

[0002]ADCP(
声学多普勒流速剖面仪
)
是当前应用于河流流速
、
流量测量的主要设备，由于受“余振效应”和“旁瓣效应”的影响，
ADCP
会在换能器附近和底部近河床部分别形成上
、
下盲区
(
不能提供有效测量数据
)
，上盲区靠近水面
(
表层
)
，其厚度大约为
ADCP
换能器入水深度
、ADCP
机械盲区
(“余振效应”影响
)、
以及单元厚度一半之和；下盲区靠近河底
(
底层
)
，称为“旁瓣”区
(
河底对声束的干扰区
)
，其厚度取决于
ADCP
声束开角
(...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
ADCP
数据实时拟合水文测验分层流速的方法，其特征在于，包括：
S1、
获取
ADCP
现场测验时设置的参数和实测数据；
S2、
将
ADCP
实测的各深度单元层流速分解为
X
方向的流速分量及
Y
方向的流速分量；
S3、
建立垂线垂向流速表征集；
S4、
基于三种经典流速分布算法，分别构建
X
方向和
Y
方向垂向流速拟合模型；
S5、
评估所述垂向流速拟合模型的可靠性和精度，确定所述垂向流速拟合模型；
S6、
根据所述垂向流速拟合模型，拟合计算常规水文测验
X
方向和
Y
方向分层流速；
S7、
根据拟合计算的
X
方向和
Y
方向的分层流速，采用矢量法计算常规水文测验各分层的流速
、
流向；
S8、
根据拟合计算的
X
方向和
Y
方向分层流速，采用加权法计算垂线
X
方向和
Y
方向平均流速；
S9、
根据
X
方向和
Y
方向垂线的平均流速，采用矢量法计算垂线平均流速及流向
。2.
根据权利要求1所述的一种
ADCP
数据实时拟合水文测验分层流速的方法，其特征在于，所述
S1
中的实测数据为：
ADCP
在进行测验时，不但将沿航迹断面划分为许多微断面，即垂线，同时也将每一所述微断面垂向上划分为许多小单元，即深度单元，一个所述深度单元相当于一台流速仪，施测深度单元层的流速
、
流向；微断面垂线内第一个有效单元的深度
D
f
为：微断面垂线内最后一个有效单元的深度
D
L
为：
D
L
＝
D
f
+(W
n
‑
1)W
s
；河底至水面的高度
Z0为：
Z0＝
D
ADCP
+d
实测
；河底至最后一个有效单元下边界的高度
Z1为：河底至第一个有效单元上边界的高度
Z2为：其中，
D
ADCP
为
ADCP
的入水深度；
W
F
为余振效应影响的机械盲区，此为厂家给定的技术指标；
W
s
为深度单元长度；
W
n
为深度单元数目；
d
实测
为
ADCP
实测水深
。3.
根据权利要求2所述的一种
ADCP
数据实时拟合水文测验分层流速的方法，其特征在于，所述
S2
中，所述
X
方向的流速分量为：方向的流速分量为：
其中，
i
为单元层数；
V
(i)
为第
i
个单元层平均流速；
α
(i)
为第
i
个单元层平均流向；为第
i
个单元层
X
方向流速分量；为第
i
个单元层
Y
方向流速分量
。4.
根据权利要求3所述的一种
ADCP
数据实时拟合水文测验分层流速的方法，其特征在于，所述
S3
中，垂线垂向流速表征集为：垂线垂向流速表征集为：其中，
V
X
为
X
方向的流速分量集；
V
Y
为
Y
方向的流速分量集；为第
i
个单元层对应的距河底高度及实测的
X
方向流速分量；为第
i
个单元层对应的距河底高度及实测的
Y
方向流速分量
。5.
根据权利要求4所述的一种
ADCP
数据实时拟合的水文测验分层流速的方法，其特征在于，所述
S4
中，三种经典流速分布算法为：对数法
、
幂函数法和抛物线法；在三种经典流速分布算法基础上，构建
X
方向和
Y
方向垂向流速拟合模型为：垂向整体模型为：对数：
V
w
＝
AlnZ+B Z∈(0,Z0)
；幂函数：
V
w
＝
AZ
b Z∈(0,Z0)
；抛物线：
V
w
＝
A
×
Z2+B
×
Z+C Z∈(0Z,0；垂向分段模型为：垂向分段模型为：垂向分段模型为：其中，
H
为水深；
V
w
为
X
轴和
Y
轴的二维向量；
A、B、C
为系数；
Z
为河底边界至计算点高度；
Z0为河底至水面的高度
。6.
根据权利要求5所述的一种
ADCP
数据实时拟合水文测验分层流速的方法，其特征在于，所述
S5
中，采用模型拟合值和常规...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱巧云，范伊玲，徐昕，许宝华，吴敬文，张志林，刘传杰，薛剑锋，杜亚南，翁维扬，刘大伟，乔红杰，沙剑，张沁函，殷豪，缪浩川，刘迪，张东锋，程肖雪，万博，陈一文，方今，朱亦峰，骆政，施严一，张朝阳，
申请(专利权)人：长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局，
类型：发明
国别省市：