（蘇州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇蘇州215004）

預(yù)測(cè)示差流速儀法測(cè)定河道流速

沈燕峰

（蘇州市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇蘇州215004）

文中闡述了預(yù)測(cè)示差流速儀法測(cè)定河道流速的過(guò)程、方法，以及該方法測(cè)流的誤差。該方法測(cè)流簡(jiǎn)便快速，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

流速儀法；測(cè)流速；示差

1 預(yù)測(cè)示差流速儀法的測(cè)流方法

1.1 傳統(tǒng)測(cè)流繩標(biāo)記的一般做法

《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》中規(guī)定，每根測(cè)速垂線需進(jìn)行流速的測(cè)量。流速儀法采用懸索懸吊測(cè)速時(shí)，需將測(cè)流懸索繩放至河流的一定的深度進(jìn)行。因此需事先在測(cè)流繩上做好標(biāo)記。傳統(tǒng)測(cè)流繩標(biāo)記做在下面，依水深做相應(yīng)的標(biāo)記米數(shù)，一般河道水深不超過(guò)7 m，標(biāo)記做到7 m就可以了。橋到水面的距離一般也不超過(guò)7 m，加上橋欄桿的距離一般不超過(guò)2 m，測(cè)流繩總共有16 m長(zhǎng)左右就可以了。

制作測(cè)流繩標(biāo)記的總的要求為醒目清晰，可以用紅、藍(lán)、白三色布條做標(biāo)記。紅藍(lán)相間，相鄰紅與紅之間為1 m，相鄰藍(lán)與藍(lán)之間為1 m，相鄰紅與藍(lán)之間為0.5 m，相鄰的紅與藍(lán)之間再用白色布條細(xì)分為0.1 m。測(cè)流繩的起始零點(diǎn)可以在流速儀的轉(zhuǎn)子處，也可以在懸掛鉛魚的最低處。這樣，一根最小間隔為0.1 m，可以測(cè)到7 m深河道的傳統(tǒng)測(cè)流繩就做好了。

傳統(tǒng)測(cè)流繩在測(cè)流過(guò)程中，有以下二個(gè)不足：

1）每根測(cè)速垂線測(cè)流時(shí)，定位流速儀在水中的位置時(shí)，都需先將懸掛鉛魚向下放至河底來(lái)測(cè)量水深，再將流速儀向上拉至相應(yīng)水深來(lái)測(cè)量流速，這個(gè)過(guò)程中就有向下放和向上拉共二個(gè)動(dòng)作。

2）由于測(cè)流繩標(biāo)記做在下面，流速儀放到水里后，對(duì)視力不好的人，測(cè)流標(biāo)記如果看不清楚，會(huì)影響到流速的測(cè)量。

1.2 預(yù)測(cè)示差流速儀法的測(cè)流過(guò)程

1.2.1 測(cè)流繩標(biāo)記的改進(jìn)

采用預(yù)測(cè)示差法需要對(duì)測(cè)流繩標(biāo)記進(jìn)行改進(jìn)，將測(cè)流繩標(biāo)記改做在上面。測(cè)流繩上在離流速儀一定距離的地方才開(kāi)始做標(biāo)記，而且標(biāo)記往上做，可以將流速儀在水面到橋面的這段距離不做標(biāo)記，但這段距離的長(zhǎng)度需事先測(cè)量確定好，以便于計(jì)算總的距離長(zhǎng)度。也就是說(shuō)，改進(jìn)的測(cè)流繩將標(biāo)記做在眼前。放繩的時(shí)候就可以清楚地看到標(biāo)記數(shù)的變化了，對(duì)視力不好的人也可以很方便地查看距離了。

1.2.2 預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)

測(cè)流繩標(biāo)記改進(jìn)好以后，預(yù)測(cè)示差流速儀法就可以進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量階段。首先是預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)，也就是預(yù)先測(cè)量。在河道狀況沒(méi)有發(fā)生清淤坍塌的情況下，每年只需對(duì)斷面的河道參數(shù)測(cè)量一次，得到斷面成果情況。測(cè)量參數(shù)為每根測(cè)速、測(cè)深垂線處的水深，同時(shí)需測(cè)量橋面到水面的距離。由于在橋面上選取參照物的不同，每根測(cè)速、測(cè)深垂線處的橋面到水面的距離有可能不一致，一般來(lái)說(shuō)，如果橋欄桿光滑平整，這個(gè)距離基本上是一致的。通過(guò)預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)，確定流速儀在水中的定位位置，采用一點(diǎn)法測(cè)流時(shí)，流速儀在水中的定位位置為水深的0.6倍處，通過(guò)計(jì)算可以得到在各根測(cè)速垂線定位位置處的流速儀到橋面的總距離。

1.2.3 示差環(huán)節(jié)

每次實(shí)際測(cè)流就進(jìn)入示差環(huán)節(jié)。每次測(cè)流時(shí)需先測(cè)量橋面到水面的距離，這個(gè)距離與每年一次監(jiān)測(cè)的斷面成果上相應(yīng)位置處的距離相減，就得到示差，這個(gè)示差有正負(fù)。示差也可以通過(guò)在橋邊選定固定的參照物，測(cè)量參照物到水面的距離得到。

1.2.4 計(jì)算環(huán)節(jié)

每次實(shí)際測(cè)流就進(jìn)入計(jì)算環(huán)節(jié)。采用一點(diǎn)法測(cè)流時(shí)，流速儀在水中的定位位置為水深的0.6倍處，經(jīng)推導(dǎo)，在0.6倍水深處的測(cè)流儀，到橋面的總距離與每年一次監(jiān)測(cè)的斷面成果上相應(yīng)的總距離的差值為0.4倍示差，總距離根據(jù)示差的正負(fù)進(jìn)行相應(yīng)的增加或者減少。如果示差為正，則總距離要增加，如果示差為負(fù)，則總距離要減少。這樣就可以得到測(cè)流儀到橋面的總距離，實(shí)際測(cè)流時(shí)，直接將流速儀放到相應(yīng)的總距離處就可以測(cè)流速了。因?yàn)闃?biāo)記都是做在上面，放測(cè)流繩時(shí)可以很方便地看到標(biāo)記的變化。也就是說(shuō)，每根測(cè)速垂線測(cè)量時(shí)，定位流速儀在水中的位置時(shí)，不需將鉛魚放到水底，在這個(gè)過(guò)程中，只有向下放一個(gè)動(dòng)作，從而大大減輕了工作量，有效地提高了工作效率。

2 預(yù)測(cè)示差流速儀法的誤差測(cè)算

GB50179-2015《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》中的B.12規(guī)定，水深范圍在在0.8～6 m，用懸索的測(cè)深誤差為2%。一般水深為5 m左右，測(cè)深誤差在0.1 m左右，在測(cè)流繩做最小標(biāo)記單位為0.1 m是合適的。

采用一點(diǎn)法測(cè)流時(shí)，流速儀在水中的位置為水深的0.6倍處，流速儀到橋面的總距離，與每年一次的斷面成果相對(duì)應(yīng)的總距離的差值為0.4倍示差。如果示差在0.3 m以內(nèi)，其差別也就是0.1 m，也符合流速儀的測(cè)深誤差要求，這時(shí)就可以以每年一次的斷面成果為基礎(chǔ)，可以直接將流速儀放至斷面成果上的總距離處來(lái)測(cè)量流速；如果示差在0.3 m以上，就要對(duì)總距離進(jìn)行相應(yīng)的換算，再進(jìn)行流速的測(cè)量。

［1］梁璐.淺談轉(zhuǎn)子式流速儀在流量測(cè)驗(yàn)中的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古水利，2009（05）.

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