样本容量对明渠垂线流速分布对数公式拟合的影响

陈兴伟,林炳青,林木生

(1.福建师范大学地理科学学院,福建福州 350007; 2.湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地,福建福州 350007)

样本容量对明渠垂线流速分布对数公式拟合的影响

陈兴伟1,2,林炳青1,林木生1

(1.福建师范大学地理科学学院,福建福州 350007; 2.湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地,福建福州 350007)

针对明渠垂线流速分布测量样本容量对对数公式拟合的影响问题,通过水槽试验,应用激光多普勒测速仪,在0.2倍水深内布设110个点进行垂线流速测量;按相对等距原则,从110个测量数据中共生成11组不同样本容量的流速系列进行统计分析。结果表明:试验测得的垂线流速分布符合对数公式;对数公式拟合所得的摩阻流速、积分常数及其统计变量相关系数和变差系数随样本容量大小的变化而变化,当样本容量逐渐变大时,渐渐趋于稳定,符合统计理论的大数定律;合理反映垂线流速分布变化的试验,其测点需要一定的样本容量;试验得到的垂线流速在间距分布比较均匀的条件下,0.2倍水深内所需样本容量为50左右。

明渠流;垂线流速;流速分布;对数公式;样本容量

流速及其垂线分布是反映明渠水流运动特性的基本指标。从试验研究来讲,早期应用热膜仪(hotfilm)开展了很多测量、分析[1-2];20世纪80年代开始,激光多普勒测速仪逐渐得到普遍应用[3],笔者[4]应用激光多普勒测速仪对光滑和粗糙床面明渠的垂线流速分布进行了测量。另一方面,基于理论和试验研究,得到了不同形式的垂线流速分布公式,归纳起来主要有指数形式、对数形式以及抛物线等其他形式,其中尤以对数公式应用最为普遍。……