第27卷第4期水文Vol.27No.42007年8月JOURNALOFCHINAHYDROLOGYAug.,2007H-ADCP流量在线监测指标流速法定线软件“定线通”介绍与应用王发君1,黄河宁2(1.大连海事大学，辽宁大连116026;2.TeledyneRDInstruments,Inc.,美国加利福尼亚州圣地亚哥92131)摘要：为适应H-ADCP应用于大江大河流量在线监测的需要，专门开发了指标流速法定线软件：“定线通”。“定线通”内置五种形式的回归方程(即断面平均流速与指标流速之间的函数关系)。只需输入实测流量、H-ADCP指标流速、水位、及大断面数据，“定践通”便可以对五种回归方程进行回归分析，即刻给出回归系数、定线评估参数和图形、及定线报告。“定线通”界面友好、使用方便。为应用H-ADCP进行流量在线监删提供了有效的定线工具。关键词:H-ADCP；流量在线监测；指标流速法；定线；软件中图分类号：P335文献标识码：A文章编号:1000-0852(2007)04-0063-031引言近年来,H-ADCP(水平声学多普勒流速剖面仪)作为新型的仪器应用于大江大河的流量在线监测。H-ADCP实时采集水平线上的流速分布数据和水位数据。用户需要选择适当的流量算法，利用这些数据以及大断面数据计算流量。一般有两种流量计算方法可以应用：指标流速法和数值法叫数值法要求河宽小于H-ADCP剖面范围。对于大江大河，通常河宽远大于H-ADCP剖面范围，这时只能采用指标流速法计算流量。应用指标流速法的重要步骤之一是利用实测流量数据和H-ADCP实测流速数据建立断面平均流速与指标流速(即H-ADCP实测流速)之间的相关关系，也即建立率定曲线或回归方程。这个步骤简称为定线。定线工作要求对原始数据进行整理和回归分析。以往多采用Excel进行数据整理。由于Excel并非定线专用软件，其应用存在以下不足。(1)数据整理工作量大。定线需要对每一水位计算过水断面面积，再由实测流量数据和过水断面面积计算断面平均流速。而Excel不具有根据大断面数据计算过水断面面积的功能。用户需要利用另外的程序或手工计算。(2)Excel对于非线性函数也采用线性回归分析，即先将非线性关系转换为线性关系再用最小二乘法进行回归分析。其回归结果并非原物理平面内余差最小。(3)Excel每次只能对一个回归方程进行分析，不能对几个回归方程同时进行分析。(4)Excel不能自动给出水文专业通常采用的定线评估参数，例如系统偏差、不确定度、流速余差、流量余差、相对余差等，需要人工计算。为适应H-ADCP应用于大江大河流量在线监测的需要，我们专门开发了指标流速法定线软件：“定线通”。“定线通”直接应用原始流量数据和大断面数据，使定线数据整理工作量减到最小。“定线通”对非线性函数采用非线性回归分析，其回归结果为原物理平面内余差最小。“定线通”内置五种形式的回归方程(即断面平均流速与指标流速之间的函数关系)。只需输入实测流量、H-ADCP指标流速、水位、及大断面数据，“定线通”便可以对五种回归方程进行回归分析，即刻给出回归系数、定线评估参数和图形、及定线分析报告，以利于选择最佳回归方程。2程序结构2.1主界面“定线通”主界面如图1所示。在主界面中，左上角为测站大断面图，并显示了H-ADCP安装位置和水位。左下角为数据列表，前三列为用于定线的原始数据(实测流量。、水位V、和指标流速咯)。第四列为断面平均流速心。第五列为过水断面面积(Area)o第六至第卜列为相应于所选定线方程的定线流速(Vrated)、定线流量(Qrated)、流速余差(Vresid.)、流量余差(Qresid.)和相对余差(Qdiff.(%))。主界面右上角为定线公式列表，显示了五种形式的定线方程及相应的回归相关系数、系统偏差(％)、不确定度(%)、偏差和标准差。当点击表中的某一定线方程时，相应的定线方程表达式、定线方程回归系数以及回归结果分析图将在右下角显收稿日期：2006-08-20作者简介：王发君(1964-),男，辽宁大连人，大连海事大学副教授，从事水动力研究及ADCP应用软件开发；黄河宁(1954-),男，辽宁大连人，水力学博士，美国TeledyneRD仪器公司首席水利工程师，近年来主要从事ADCP在河流流量测验中的应用和研究。示。按动定线分析图形标签按钮，可显示实测流速-指标流速关系图和回归曲线、实测流速-定线流速关系图、剩余误差-...