摘要：水文巡测是新形势下水文改革发展的重要途径和手段，是水文发展的必由之路。本文就常见的流量测验方法进行简要介绍，结合各种方法的优缺点，浅谈其在中小河流巡测中的运用。
关键词：中小河流；流量；巡测
0引言
《水文巡测规范》（SL195-2015）规定实行巡测的水文站应根据河道水文特性、测站特性、测验设施设备、测时水流条件等情况，结合测验精度需求，因地制宜、经济合理地选择流量测验方法。中小河流站点多、分布广、涨落水快，只有选择合适的流量巡测方式方法，才能提高巡测效率，增加测验精度。
1.测验方法简介
流量测验的方法和手段很多，常见的巡测方法有流速面积法和水力学法。
1.1流速面积法
流速面积法是通过实测断面上的流速和过水断面面积来推求流量的一种方法。
1.1.1流速仪法
流速仪法主要是用流速仪实测断面上一系列测点流速，并施测断面面积，推求断面流量的一种方法。通常使用的是转子流速仪，采用缆道或者桥测的方式开展测验工作。
1.1.2浮标法
浮标法测流是指通过测定水中的天然或人工浮标物随水流运动的速度，结合断面资料及浮标系数来推求流量的方法。根据浮标在断面中的位置可以分为均匀浮标和中泓浮标法。
1.1.3电波流速仪法
电波流速仪法是利用电波流速仪测量水面流速，通过水面流速系数的换算达到测量河流流量的目的。电波流速仪是一种利用多普勒原理的测速仪器，利用电磁波测水面流速，仪器不必接触水面属于非接触式测量。
1.1.4声学多普勒流速剖面仪法（ADCP）
(1)走航式ADCP
走航式ADCP利用声学多普勒原理测得流速分布，同时利用回声测深仪测得各预定垂线的水深，利用河底跟踪或外接GPS测得各垂线的地理坐标，通过计算机直接显示、记录断面的流速分布和流量。其中河底、水面以及近岸边测不到流速的盲区区域，将采用经比测验证的经验系数来计算这些区域的流量值。
(2)水平式ADCP
水平式ADCP是将ADCP固定安装在岸边或河底、水面，自动测量仪器正对水中剖面上的流速分布，将剖面流速和全断面平均流速建立关系，再通过断面水深推求断面面积后计算流量。
1.2水力学法
水力学法测流是指不直接测量流速和面积，而是通过测量其他水力要素，利用水力学公式计算出断面流量的方法。水力学法常见的有量水建筑物、水工建筑物、比降面积法和末端深度法。
2.测验方式优缺点分析
2.1缆道测流系统
缆道测流系统作为传统测流方法经过近50年的发展改进，已经能实现自动测流。但是自动测流的系统不是很稳定，故障率较高。目前，使用较多的是半自动缆道系统，可放置流速仪也可拖带走航式ADCP，可靠性较高，实测流量精确。但是建造成本和维护费用较高，中小河流站大多数无人看管，设备设施的安全很难保障。
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2.2桥测
（1）电波流速仪
电波流速仪最重要的特点就是可以不接触水体测量流速。因此它不受含沙量、漂浮物、水质、流态等因素影响，具有操作安全、测量时间短、速度快等优点。电波流速仪测的是水面波浪或者水面漂浮物的反射波，所以在低流速或者水面相对平静时，仪器无法正常工作。使用电波流速仪前，要施测断面，并且需要和其他测流手段进行比测选取适合的水面系数。
（2）转子式流速仪
转子式流速仪作为机械结构仪器，测速准确、性能可靠，但受安装和悬挂设备限制，影响其适用范围。测验前要测量大断面、布设垂线，并需要测时水位推算断面面积。
2.3走航式ADCP
走航式ADCP带有底跟踪或GPS系统，不需要前期施测断面，测流时能获得更多的数据，现场测出流量，可利用现有的交通桥、缆道和其他渡河设施进行施测，具有测流速度快、机动性强等特点。但是走航式ADCP受水文环境的限制，在含沙量较大、流速较大或过小的河流使用效果不佳，测流时有盲区存在影响流量准确性。另外，ADCP设备价格较为昂贵，技术复杂，存在一定故障率，长期使用会有衰减。
2.4浮标法
浮标法测流一般用于流速仪测速困难或者超出流速仪测速范围的高流速、低流速、小水深等情况的流量测验。浮标法需要提前施测断面，率定浮标系数。测验误差来源较多，在应急抢测时一般使用电波流速仪代替浮标测流。
2.5在线监测
流量在线监测种类较多，比较常见的有水平式ADCP、雷达测速系统、二线轮波等。这些设备一般较为昂贵，维护困难，需要长期率定才能投入使用。电子设备存在不稳定、故障率高、衰减、容易淘汰等共性问题。
2.6水力学法
水力学法使用方法简单，利用公式即可推求流量。但是一般对河段和断面的要求较高，前期建造成本大而且有一定的适用范围，需要长期的比测来率定相关系数。
3.结论和建议
（1）有条件的中小河流站，可将测验断面进行整治，简化水位流量关系，安装流量在线监测设备或安装堰槽测流。
（2）河道顺直、河床底坡平坦、断面均匀或上游有水工建筑物控制的中小河流，如果水位和各水力要素间的关系稳定，可在下游设置临时桥测断面，率定相关系数，使用水力学公式进行推流。
（3）城镇水文站交通便利、管理方便，可优先考虑架设缆道，通过购买服务等措施对站房进行看护，巡测时可通过缆道流速仪或拖带走航式ADCP，可靠性高、流量施测精确。
（4）偏远地区，测验设备维护困难，优先考虑流速仪和走航式ADCP桥测，当常规方法难以施测时，可采用电波流速仪应急抢测。
参考文献
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[4]韦全益.浅议水文巡测流量测验方式的选择[J].广西水利水电，2013(4).
作者简介
高峰、1991年4月30日、男、本科、中国矿业大学水文与水资源工程专业、助理工程师、滁州水文水资源局、主要从事水文水资源相关工作。
论文作者:高峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/23
标签：流速论文; 断面论文; 流量论文; 浮标论文; 测验论文; 水文论文; 电波论文; 《基层建设》2018年第27期论文;