基于泰森多边形的多点法测U形明渠流量.pdfVIP

第３８卷第５期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 人　 民　 黄　 河　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．５ 　 　 ２０１６年５月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ＹＥＬＬＯＷ　 ＲＩＶＥＲ　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｍａｙ，２０１６　 　 【灌溉排水】 基于泰森多边形的多点法测 Ｕ形明渠流量 柴元方，孙雪岚，王　 超，刘　 萍，张佳妮，郭帅成，刘卫刚 （太原理工大学水利科学与工程学院，山西太原０３００２４） 摘　 要：Ｕ形渠道是我国灌区主要的输水渠道，基于泰森多边形的多点法在Ｕ形明渠流量测验中的应用尚为首次提出， 在简单介绍泰森多边形法在明渠流量测量中应用原理的基础上，采用基于泰森多边形的一点法、二点法、三点法来测量 Ｕ形明渠流量，并进行对比分析，得出此三种方法所测流量的平均误差分别为５．４％、４．６％、１．５％，均满足工程实践的要 求，为Ｕ形明渠流量的测验提供了一种新的方法。 关键词： Ｕ形渠道； 多点法； 泰森多边形； 流量测量 中图分类号： ＴＶ６７２　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００⁃１３７９．２０１６．０５．０３４ 　 　 我国农业用水占用水总量的７０％左右，但灌溉用 Ｕ形明渠流量测量提供一种新的思路。 水有效率只有 ２５％ ～４０％ （发达国家可达 ７０％ ～ ［１］ １　 基于泰森多边形的多点法测流原理 ８０％），利用率低，水资源浪费现象非常严重 。 灌溉 节约用水的潜力５０％在于用水管理，而渠道测流技术 １．１　 泰森多边形法 则是灌溉用水管理的关键技术之一，是促进节约用水 １９１１年，荷兰气候学家 Ａ ·Ｈ ·Ｔｈｉｅｓｓｅｎ 提出了 ［２］ 的有效手段，是灌区征收水费的重要依据 。 一种根据离散分布气象站的降雨量来计算平均降雨量 Ｕ形渠道具有占地面积少、节约耕地，减少材料， ［９］ 的泰森多边形法 ，也称为垂直平分法或加权平均 过流能力大，防止泥沙过度淤积，防渗性能好等优点， 法。 当流域中的雨量站分布不均匀时，利用泰森多边 在我国灌区中应用非常广泛，其流量的测量对灌区用 形法来求解流域平均降雨量更加贴合实际，且在降水 水节水有十分重要的意义。 目前，国内外Ｕ形渠道的 气候分析或某区域降水量趋势预报中，用泰森多边形 ［３］ ［１０］ 测流方法众多，杨士红等 提出了采用基于 Ｕ 形渠道 法计算的面雨量比算术平均法更科学、合理 。 泰森 水流分布规律的明渠测流计算断面中线“三点法”，其 多边形法就是采用圆有哪些信誉好的足球投注网站法将“最邻近”的雨量站连 流量测量精度较高，节省工作量，但在宽浅 Ｕ形明渠 接成三角形，然后作每条边的垂直平分线，由垂直平分 ［４］ 中的精度不高；郝红科 提出了相应的Ｕ 形渠道过水 线及区域边界所围成的不规则多边形即为泰森多边形 断面流量的积分求和公式，但实际应用比较繁琐；马孝 （见图１）。 每个泰森多边形内包含一个雨量站，并以 ［５］ 其雨量站的降雨强度作为这个多边形区域内的降雨强 义等 研究提出了抛物线形喉口式量水槽，工程量较 ［６］ 度。 最后将雨量站的降雨量与其所占的面积比相乘并 小，量水精度满足灌溉测量精度要求；王红雨等 研