□法立鵬（遼寧省本溪水文局）

水文測驗技術創(chuàng)新性提升與現代化技術的應用

□法立鵬（遼寧省本溪水文局）

水文測驗技術方法創(chuàng)新一直以來都是中國水文建設工作所努力的目標，這主要是因為傳統(tǒng)水文測驗技術雖然對社會經濟發(fā)展產生過巨大效用，但同時也浪費了大量資源，已經不適應于現代科學生產體系節(jié)約環(huán)保的發(fā)展理念。文章簡要探討了水文測驗技術創(chuàng)新提升的必要性，并提出基于纜道水文測控系統(tǒng)這一現代化水文測驗技術的簡要應用流程，以體現水文測驗領域發(fā)展的優(yōu)越性，從而保證其創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展。

水文測驗；現代化理念；創(chuàng)新性；纜道水文測控系統(tǒng)

0 前言

水文測驗技術的創(chuàng)新對促進水文資料完善、水文勘測工作發(fā)展是具有積極現實意義的。通過水文測驗所獲取的各種類型水文數據能夠實現精確計算、分析與整理，確保水利工程項目的穩(wěn)定推進和社會生產經濟效益提升，所以一定要不斷創(chuàng)新和提高水文測驗技術理論與實踐內容，走現代化技術應用實踐路線。

1 水文測驗技術的創(chuàng)新性提升

1.1 技術理念創(chuàng)新

技術理念創(chuàng)新就是指實現測驗技術的創(chuàng)新運用，確保測驗數據高精確度，進而體現測驗技術的優(yōu)越性。具體來說，水文測驗技術工作應該強調資料收集創(chuàng)新，為水文測驗方式多元化提供有利基礎條件。同時在測驗技術設計目標方面講求以社會需求為核心的設計服務理念，強調面向社會生產的測驗設計服務管理觀念創(chuàng)新。

再一方面，就是要切實提升水文測驗技術的先進性，在確保水文測驗精度的前提條件下，降低測驗成本，減少測驗工作量，有效提升測驗過程所達到目標效果及報訊能力。要結合先進測驗儀器來有效配合實施水文測驗技術，提高測驗過程的針對性與有效性。從傳統(tǒng)水文測驗技術實施過程來看，所涉及的設備數量、人力數量等都規(guī)模較大，而且要進行全天候人力監(jiān)測，這種監(jiān)測工作設計所造成的資源浪費是相當巨大的。所以現代化水文測驗技術創(chuàng)新應該努力實現全程自動化實時監(jiān)測以及遠程無人監(jiān)測，通過多元化技術來實現水文資料收集與測算的多樣性，同時為監(jiān)測站點進行加密，確保其水文站網格結構建設發(fā)展的安全穩(wěn)定性。

1.2 技術標準創(chuàng)新

水文測驗技術在技術標準創(chuàng)新方面就包括了對測驗手段、方法以及適宜精度等方面內容。

第一，測驗方法創(chuàng)新，要做到對測驗方法的科學性優(yōu)化，通常情況下在水文測驗項目中，例如：雨量測量、水位測量數據等等都能實現自動記錄，而水流流量及泥沙測量則存在一定難度，所以要針對這兩方面來進行技術優(yōu)化創(chuàng)新。

第二，流量測驗，在實施測次布置過程中應該利用專業(yè)技術設備，配合工作實踐經驗來尋找流量測驗基本規(guī)律，為水文測驗工作確定階段性目標。在實際測次布置過程中，應該發(fā)現測次布置工作所存在的問題，創(chuàng)新修正檢測方案，結合專業(yè)水文材料，提出諸如水位法、單一線法等新的水文測驗技術標準方法，實現最為合理有效的水文測驗技術流程。

在泥沙測量方面，則要克服成本高、勞動強度與難度大等問題?？梢圆捎脩乙瀑|泥沙測驗來測試泥沙的輸沙率與顆分率。與流量測驗相比，輸沙率測驗更注重測次布置和勞動強度的優(yōu)化，其中顆分測驗與輸沙率測驗可以考慮同步進行模式，一方面為降低測驗成本，一方面也考慮到測次材料數據相對較少的現實問題，應該選擇合理的取樣方法來實現對水文測驗技術標準的大膽創(chuàng)新。

第三，像非接觸測驗領域所涵蓋的航空測驗、雷達測驗、超聲波測驗及激光測驗也是可以嘗試的新技術。例如：長江委水文局在2009年開始就已經開始實行雷達實時測流系統(tǒng)，圍繞

2 基于纜道水文測控系統(tǒng)的現代化水文測驗技術應用實踐研究

2.1 纜道水文測控系統(tǒng)

纜道水文測控系統(tǒng)是目前比較現代化的水文測驗技術應用之一，適用于對明渠渡河水流量及泥沙含量的監(jiān)測測驗過程，可以承載水文測驗儀器確保其到達斷面指定位置，是典型的跨河測驗設備。在纜道水文測控系統(tǒng)中，包括了纜道控制臺、水文絞車、測流鉛魚、流速傳感器、河底傳感器、水面?zhèn)鞲衅鳌y距定位儀等軟硬件設備，這些設備的組成也代表現代化水文測驗技術的先進優(yōu)越性。

2.2 基于纜道水文測控系統(tǒng)的測流技術實踐應用

2.2.1 技術概述

在江河水文測驗工作體系中，水文流量測驗相當關鍵，為地方水利規(guī)劃、防洪抗旱、水利工程管理運營提供了可靠的技術依據與保護基礎。利用纜道水文測控系統(tǒng)中的鉛魚承載設備及流速儀測速測距方法來測定水流速度，在安全可靠性與效率方面都有所保證，而且其測流方法精度衡量標準較高，文章主要介紹該水文測驗技術方法的實踐應用過程。

2.2.2 基于水文纜道測距儀的測流技術

利用水文纜道測距儀、測速儀、光電傳感器再配合水文絞車就能實現水文測驗中對水文流量的精確測量。

首先利用系統(tǒng)中測距儀為水文流速儀定位，通過光電信號數來測量鋼絲移動繩長，其中鉛魚的水平垂直位置要由移動繩長來決定。然后利用光電編碼信號和繩長轉換系數來確定水文流量測量的起點距轉換系數及入水深轉換系數，其計算算式如下：

X=循環(huán)輪周長/200（起點距轉換系數計算）

Hx=起重輪周長/200（入水深轉換系數計算）

考慮到纜道橫跨水面并且存在一定弧度，所以利用光電碼器光電信號記錄繩長實際起點，并與理論要求對比，最大限度降低起點距誤差。具體來說，利用起點距經緯儀來測出理論數值Y1～Yi，并根據主索垂弧度來測出實際繩長X1～Xi，如圖1。

圖1 基于纜道水文測控系統(tǒng)的水文流量起點距圖

如圖1，在水文流量測量起點距圖中，它的第1段線修正系數應該為：

它的第2段線修正系數應該為：

以此類推，第i段線的修正系數應該為：

當系數被確定以后，可以采用測距儀來計算出起點距，假設起點距的總長度為L，L應該為：

在該設計中，主要利用測距儀來記錄水流水平起點距及垂線起點距，并配合鉛魚來測試水深位置。因為測距儀是具有自動向交流變頻調速功能的，可以極大程度提高水文測驗的精確性及水流測量效率。

按照斷面水文總流量，要計算其相鄰兩垂線的水流平均流速與斷面部分流量，而各部分流量之和就是斷面間總流量，如圖2。

圖2 水文測驗中的測流斷面示意圖

3 結語

總體而言，目前中國的水文測驗技術領域還在朝著不斷創(chuàng)新方向發(fā)展的，就比如文章所提到的纜道水文測控系統(tǒng)就能較為系統(tǒng)、精確實現對水文流量、泥沙流量的高精度測量，優(yōu)化水文測驗整體工作質量。因此，在未來的水文測驗領域還應該引入更多靈活化、高科技技術，解放思想、轉變觀念、創(chuàng)新技術內涵，確保我國水文測驗事業(yè)的長期穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢。

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編輯：劉長垠 韋詩佳

如圖2所示，假設第i條垂線與第i-1條垂線間距離為：

那么就能計算出第i條垂線的水深應該為Hi，以此類推計算第i個部分的水文斷面面積應該為：

如果第i條垂線上各個測點的平均水流流速為Vi，就可以計算出水文斷面水流總流量Qi：

TV123

A

1673-8853（2017）03-0030-02

法立鵬（1981-），男，工程師，主要研究方向是水文測驗。該系統(tǒng)技術展開一系列的適應性比較水文測試，并取得了相對理想的測驗效果。

2017-1-5