水文缆道流量测验误差分析与控制措施

水文缆道流量测验误差分析与控制措施

万永生,刘沣墨

黄河水利委员会西峰水文水资源勘测局  甘肃省庆阳市西峰区 745000

摘要：水文缆道是一种水文设备，主要是用来将水文测验仪器送到测验断面指定的位置，水文缆道的结构形式通常以悬索式为主。作为一项重要的流量测验设备，要想在使用过程中进一步提高流量测验精度、减少人力、提升测验的安全性，就必须要控制好测验误差。从目前的实际情况来看，在水文缆道流量测验过程中经常会出现偏差，降低了测验精度，基于此本文将对水文缆道流量测验误差进行分析，并提出控制措施。

关键词：水文缆道；流量测验；误差与控制

在水文缆道流量测验过程中，受测验仪器、测验人员以及自然条件的影响，无可避免的会产生测验误差，这无疑会降低测验的精度，因此在测验过程中控制好误差是极为重要的。本文将根据测验仪器、测验方法以及人员操作上产生的误差开展分析，提出相关的控制措施，为有关人员提供一些参考，提高水文缆道流量测验的准确性。

一、水文缆道流量测验误差分析的意义

伴随着社会经济的快速发展，工业、农业、生活方方面面都离不开水，满足发展的需要。用水要讲究高产出、高效率，因此水文测验工作应运而生，在水文测验工作中，水文缆道流量测验是一项艰巨的任务，是一项复杂性的系统工程，工作难度较大，且存在一定的风险性，而且容易受测验人员、测验仪器、以及自然条件的影响在测验过程中产生误差。此外有很多地区的河流洪水期水流速度较快，流量较大，洪水过程呈现暴涨暴落的状态，尤其在北方地区极为常见。这样一来相关人员在开展水文缆道流量测验时，就会耗费较大的精力，而且安全性较低，极容易产生测验误差，最终降低测验精度，因此对水文缆道流量测验的误差进行深入分析具有一定的现实意义。

二、水文缆道流量测验误差来源分析

2.1测深误差

产生测深误差的原因有很多种，第一通常情况下如果缆道站的铅鱼重量超过了100千克，断面的宽度也超过100米，在较软河床的测验中，会受铅鱼重量的影响，产生测深误差，或者在下放铅鱼的过程中，没有控制好速度，导致速度过快，使铅鱼在接触河床时发生失重，悬索变弯曲，也会产生误差[1]。第二在测验过程中，如果悬索的偏角大于规定的标准，就会造成铅鱼在送至河底时的偏角过大，而此时没有进行悬索湿绳或干绳的改正，最终产生测验误差。第三如果是北方的河流，流速和流量都比较大，受流速影响，也容易使水文缆道悬索偏角超过标准，当铅鱼到水面的偏角也过大时，如果没有进行水文缆道悬索位移的改正就会引起测深误差。第四现有很多水文缆道的测深计数器的传感器安装在绞车的提放滚筒上，需要借助钢丝绳来推动滚筒，随之带动计数器计数。这样一来若钢丝绳的直径出现问题，计数器计数的精度就难以保障，随之而来的就是产生测深误差。此外水文缆道在使用前，相关人员没有对计数器进行检测，对于存在的问题没有及时改正，也会产生误差。第五计数器在率定后，必须在无偏角的情况下实测水深和计数器读数之间的关系，如果二者之间不相等，也没有及时改正数定律，就会产生测深误差。

2.2测距误差

出现测距误差最主要的原因是由于测距计数器的传感轮安装在了绞车的巡回轮上，与测深计数器一样都是利用钢丝绳来推动轮子的转动，从而带动计数器计数[2]。测距计数器主要用来建立实测值和计数器读数之间的关系。在测验过程中容易受操作人员技术的影响产生测距误差。

2.3测速误差

产生测速误差的原因也有很多种，第一伴随着科学技术的进步，当前大多数水文缆道流量测验都采用了自动计数装置，受流速仪和缆道绝缘性能较差的影响，容易产生干扰信号，自动计数装置受到干扰就会产生测速误差。第二目前在水文缆道流量测验中使用的流速仪大多为转子式，这样的流速仪在测速过程中接触丝会经常发生抖动，产生多余的信号，从而致使测速出现误差。第三在测验过程中，如果缆道偏角超出标准范围，而且没有对干湿绳进行改正，就会使垂线的测点出现偏差，出现测速误差。第四在测验过程中铅鱼具有重要作用，如果在安装铅鱼时采用了八字悬吊的方式，在放入铅鱼后，铅鱼顶部会下沉，会连带水流和流速仪出现不平行的现象，最终产生测速误差。

三、水文缆道流量测验误差的控制措施

（一）针对测深误差的控制：相关操作人员必须要具备专业的知识和丰富的经验，在各项设备投入使用前做好认真检查，然后选择最佳的测验断面，比如比较平整的硬质河床，如果条件不允许，要加大铅鱼的底托盘尺寸，防止铅鱼在非硬质河床中出现沉降。与此同时还要分析若铅鱼的底托盘尺寸加大，会不会使悬索的偏角增大，如果测站的断面比较稳定，可利用大断面计算水深[3]。其次在放入铅鱼时，要控制好下放的速度，采用逐步减缓的方式下放铅鱼，以防止速度过快产生误差。在流量测验过程中，要及时改正干湿绳或缆道的位移，要将测深传感器安装在提放索能够触碰到的地方。

（二）针对测距误差的控制：在缆道开始使用前，相关操作人员要做好测距计数器的率定工作，对计数器进行严格检测，确保各项参数合格后方可投入使用缆道。

（三）针对测速误差的控制：首先必须消除干扰信号，在测验前针对缆道主绳做好绝缘工作，如果条件允许的情况下要在测站架设副索。在测验过程中根据情况利用绝缘材料包裹流速仪的接线柱。同时要保证流速仪接触丝接触良好，防止接触丝不断抖动产生多余的干扰信号。在铅鱼安装时采用一字悬吊的方式，如果条件不允许，可以将铅鱼的顶部高于尾部，确保铅鱼在下水后能够保持水平状态。

结束语：

现如今水文测验工作得到了国家的高度重视，水文缆道流量测验作为水文测验工作中的重要部分，如何提高测验精度是当前值得深思的问题。本文首先阐述了水文缆道流量测验误差分析的意义，针对误差来源开展了详细分析，最后针对测深误差、测距误差、以及测速误差提出了相应的控制对策，希望能够为相关人员提供一些参考，在今后的水文缆道流量测验中能够提高测验精度，获取准确的流量数据。

参考文献：

[1] 马富明. 水文流量监测新技术设备运用现状与改进方法——以福建省为例[J]. 水文,2020,40(02):66-71

[2] 魏玲娜 金宇斌 王文 程嘉宏. 水文测验中两种测速垂线精简算法比较研究[J]. 人民长江,2020,51(03):99-102+173

[3] 胡根宝. 南陵(二)水文站水文缆道流量测验精简分析[J]. 陕西水利,2020(06):63-64