高洪流量测验方案优选（张永奎）

高洪流量测验是指洪水涨落急剧、流速大、漂浮物多、断面冲淤变化显著等困难条件下的流量测验。河北多山区河流，其降雨特性和河流特征决定了汛期洪水突发性强、暴涨暴落，所测得的与某一水位对应的瞬时流量，多因水位涨落变化急剧而导致误差较大。因此，对于河北的山溪性河流，高洪测流方案尤为重要，是控制高水测验误差、保证流量成果精度必要的前期工作。本文仅就流速仪法高洪流量测验方案的优选进行探讨。

1．优选方法

关于流速仪法测流方案的优选问题，一般有两种情况：一是在满足单次测流限制历时等于或大于单次测流必须历时的约束条件下，建立使单次测流误差最小的目标函数。二是在满足单次测流总随机不确定度等于或小于允许总随机不确定度的约束条件下，建立单次测流必须历时最短的目标函数，以寻求测速历时、测点数和垂线数之间的最佳组合方案。

以上两种情况可按下列数学模型建立目标函数和约束条件。

1．1求单次测流误差最小目标函数

1．2求单次测流历时最短的目标函数

以上问题可用非线性规划的寻优法求得最优解，但在基层测站一般无条件应用优化技术，为满足测站高洪流量测验的需求，现介绍一种容易操作的高洪流量测验方案优选方法——试算法。

2．试算法优选高洪测流方案

试算法的基本思路是：当洪水涨落率较大时进行流量测验，虽按b""""vm加权法计算相应水位，但由于相应水位计算公式本身的误差，导致与该水位对应的瞬时流量出现较大误差，《规范》规定，这一误差不得超过3％ 。这就表现为对单次流量必须历时T的限制，即T≤To，同时为保证流量测验精度要求，使X""""≤X""""o，就需要足够的m、n、t，要求单次测流必须历时足够长。所谓优选方案，即寻求m、n、t的最佳组合，既满足X""""Q≤X""""o，又满足T≤To。试算法就是先分析涨落率对测流精度的影响求得To，而后选择某一测流方案，使X""""Q≤X""""o；计算该方案必须测速历时T，若满足T≤To，该方案即可作为高洪测流方案，否则须另选方案进行试算。

3．结论

高洪测流方案优选，就是寻求m、n、t的最佳组合，满足“限制测流时间≥ 必须测流时间”和“测流误差≤ 《规范》规定误差”两个约束条件。在目前测站测洪设备比较单一的情况下，即使用非线性规划法寻优，也不会有更多的方案可供选择，一般经一两次试算即可取得满意的结果，因此试算法选择高洪测流方案具有较高的实用价值。

作者简介：张永奎，男，汉族，唐秦水文水资源勘测局，工程师。

来源：《河北水利》2007.7