第45卷第20期 201 8年1O月 工程技术 Engineering and Technology 建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development
河 道 一 般 冲 刷 动 态 测 量 技 术 的
结 果 研 究
潘 奎 生
(河 南肖 水利 第一 工程 局 ，郑 州 450000)
[摘 要]利用水土流失自动监测系统，改善现有河道冲淤深度的测量技术，将测得的河床冲淤数据配合 SPSS软件分析，
提 出河道一般冲刷深度的测量技术与推估公式，介绍研究方法与步骤，分析与讨论 了测量结果，以供相 关单位工程规划及设计
参考。
[关键词 ]水土流失 ；自动监测系统 ；河床冲淤 ；一般冲刷深度
[中图分类号 ]Tu 986 [文献标志码 ]A [文章编号 ]1001
Study on R esults of G eneral M easurem ent Technology of
River Scouring
Pan Kui—sheng
[Abstract]This study uses the automatic monitoring system of soil erosion to improve the measuring technology of current river
erosion depth，the research methods and procedures are introduced，and the measurement results are analyzed and discussedand the data
ofriver bed erosion and desilting in conjunction with SPSS software analysis．
[Keywords]soil erosion；automatic monitoring system：river bed washing and silting：general Scour depth
近年由于河川深槽化，对河道输砂行为产生较大影响。
河道输砂及其冲淤变化机制是河川I治理及防洪安全的重要参
考依据，故针对本地河川I，进行现场水理、输砂特性及河床
冲淤变化调查，提供河川I治理规划、流域管理及水工构筑物
设计等可合理参考的数据。
1 研究方法与步骤
1．1 研究方法
本研究以水流与泥砂运动理论为基础，通过同步进行室
内渠槽试验来测试水土流失 自动监测仪的可靠度，而后进行
现地测量，进而循序改进测量模式。利用 SPSS复回归法进行
分析，以提出适用于本地河川的冲刷深度推估公式。
1．2 室内渠槽试验
1．2．1 试验仪器
水土流失 自动监测仪，光纤窥视镜、超声波水位计，电
磁流速仪，笔记本电脑及摄影机 (照相机 )等。
1．2．2 试验操作程序
本研究实验程序如下。
(1)将水土流失自动监测仪与桥墩模型安装到渠床上；(2)
均匀整平试验渠床 ：(3)用光纤窥视镜检查铺砂高度并记录 ；
(4)开启水土流失 自动监测仪，并连接到计算机 ；(5)开启
试验流量 Q；(6)光纤窥视镜每隔 1 min检查一次砂面高度并
记录 ；(7)持续记录直到预设平衡冲刷时间 ；(8)改变水流
条件重新试验直至预设组数，重复 (2)～(7)。
1．2．3 室内及现地试验结果评鉴指标
本研究采用二种指标判定测量水位与砂位的精确度与离
散程度。
(1)效率系数 (CE)计算如下 ： ／ 、2／ 厂 、2
CE=∑二JⅣ }／∑ 日 一厅 } (1) l ／／ | ／
式中 ：Ⅳ为测量数据个数 ； 为水位或砂位的实测值 ：
收稿日期 ：2018_J0 1O
作者简介 ：潘奎生 (1972一)，男，河南郑州人，高级工程师，主要
研宄方向为 工程施工与管理。
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为水位或砂位的推估值 ；H为实测水位或砂位的平均值。当
CE值愈趋近 1，预测结果与实际资料愈符合，即精确度愈高。
(2)平均绝对误差百分比 ( 雎 )计算如下 ：
， 、 f 1 ． ～ ， 1
MAPE=l专∑ I 一 }J x100％ (2) n
式中 ：Ⅳ为测量数据个数 ； 为水位或砂位的实测值 ；
詹为水位或砂位的推估值。 2 结果分析与讨论
2．1 水位、砂位、防水功能测试
2．1．1 砂位测量功能测试
砂位可人为控制，将水和不同高程压实的砂土充分覆盖
在感测尺上后开始读取数据。试验结果显示 自0～30min时，
河床为淤积状态，31～60min时，河床为冲刷状态。测得河床
冲淤深度与实测值大致吻合，对于与水体传导介质颇为不同
的砂土介质，其阻抗值能够有效透过感测尺反应且实时 回传
准确数据。
应用水土流失13动监测仪在室内进行测量功能试验，将实
测值与仪器测得砂位数值进行比较，由评鉴指标公式计算可
得其砂位的效率系数 (C )值为 0．99，趋近于 1，显示砂位
测量精确度很高；而砂位平均绝对误差百分比 ( 甩 )0．31％，
显示预测值与观测值的离散程度甚小。又通过仪器在室内的
砂位试验，得到砂位判定系数 ( )为 0．984，显示水土流失
自动监测仪对 f砂位有 良好辨识结果，且能实时有效地反应
河床冲淤变化。
2．1．2 水位测量功能测试
水位测试过程与砂位测试过程相同。将实测值与仪器测
得水位数值进行分析，可得其水位效率系数 (CE)值为 0．99，
趋近于1，水位测量精确度很高 ；而水位平均绝对误差百分比
( 朋 )为 0．11％，显示预测值与观测值的离散程度甚小。通
过仪器在室内的水位试验可知，水位判定系数 ( 。)为 0．989，
示水土流失自动监测仪对于水位有良好辨识结果，且能实
时有效地反应水
河道一般冲刷动态测量技术的结果研究（论文）.pdf
