流速仪在渠道测流时应注意的几个关键环节

热比亚.吾买尔

摘要：文章介绍了流速仪在渠道测流工作时的主要原理，在整个测流工作时，科学合理选择测流断面、垂线数目，并采用平均分割法来计算渠道断面的流量，分析测流时出现误差的主要原因，指出应注意问题，为渠道测流工作提供一定借鉴。

关键词：流速仪；渠道测流；关键环节

中图分类号：S932文献标识码： A

渠道测流能够促进灌溉区域科学合理应用水资源，并执行正确的用水规划，也是提升经济管理的有效措施。相关灌溉职能部门需要依靠渠道测流准确及时地了解和掌握引水输水规划、水资源分配情况，并以此作为依据开展按量收费。渠道测流能够提升灌溉区域基础灌溉工作效率，节约水资源，进一步加强水资源利用率。流速仪作为量水方式，在供水生产领域发挥重要作用，其测量结果对量水准确性产生影响。文章将简要介绍流速仪工作原理，并讨论将其应用在渠道测流中应注意的几个关键问题。

一、工作原理

文章所提及到的流速仪为旋桨式，将其置入水渠道中时，流速仪会感应到渠道中水流作用，进而刺激旋桨，随即产生回转运动。我们用“r”表示回转率，“S”表示流速，那么两者存在的函数关系为S=f（r）（注：函数关系通过水槽试验得出）[1]。根据测量记录中对转数和时间的记载，可按照流速相关公式将测点的流速测试出来。流速仪在渠道测流时，流量确定方法为“面积～流速法”，分别测量若干个部分面积的平均流速，注意要垂直于断面。将平均流速与部分过水面积相乘，得出部分流量，后将其代数和计算处理，最终得到整个断面的流量。

二、渠道测流断面

1.断面选择与计算

在选择渠道测流断面时，应注意断面平整，且不存在明显变形现象，尽量保证比降一致。测流时，要选择在水流平稳、流速均匀的渠段上实施，渠段区域内不能有阻碍水流正常流向的杂物或建筑物；通常，干、支渠在测流时，渠段长度至少不低于50～100m，而斗分渠道渠段长度为30～50m。测流前，要在上、中、下三个区域分别选择出间距相等的断面，并设置水尺和相应标识。在中段断面垂直渠道水流方向上拉一道水平线，沿着水平线每隔0.2～0.4m距离测量出1个水深值。后按照三角形、矩形以及梯形的面积计算方法，将过水断面的面积计算出来[2]。

2.垂线数量

测量深度和测速垂线数量、位置对断面面积、平均流速的测量准确程度产生直接影响，垂线中测速点的数量不仅基于测流准确度要求，还应重点考虑如何更加节省时间和人力。垂线数量应控制在最少，但要充分反映出断面流速的分布情况。当干渠的水面宽度＞20m，测线间距应控制在2～5m，测线数量10～20个；当干渠水面宽度在5～20m之间时，测线间距为1～2.5m，数量控制在5～8个；当斗分渠水面宽度为1.5～5m时，间距为0.25～0.6m，数量为3～6个。根据垂线分布规律，在所测垂涎上选择出几个典型测点，并计算出流速，即可将垂线平均水流速度推算出来。通常，平均流量可通过“五点法”、“三点法”、“二点法”、“一点法”计算得出，若设定水深分别为0、0.2、0.4、0.8和1.0，应用“五点法”测流，其公式为：

S=1/10（S0+3S0.2+3S0.4+2S0.8+S1.0）；

若设定水深为0.2、0.6、0.8，应用“三点法”测流，其公式为：

S=1/3（S0.2+2S0.6+S0.8）；

若设定水深为0.2、0.8，应用“二点法”测流，其公式为：

S=1/2（S0.2+S0.8）；

若设定水深为0、0.5、0.6、1.0，应用“一点法”测流，其公式为：

S=S0.0或S=S0.5或S=S1.0

“一点法”渠边部分平均水流速度公式为：

S1=K1S1，Sr=KrSr

其中，S1 、Sr 分别代表渠边起第1条垂线和最末1条垂线的平均流速；K1、Kr表示渠边水流速度系数[3]。

三、减少误差应注意关键环节

1.测量过程中

在开展侧流前，要将轴套末端的保护装置取下，按照顺时针方向将反螺丝套一并取下。若信号正常，才可进行测量工作。并检查仪器是否灵敏，若不灵活，应将旋转部分拆下，并进行清洗；观察接触位置，无问题后可开始测流。在使用流速仪进行工作时，需在浆叶内注入大约1/3体积的机器油，通常选择精密定脂油，轴套置入后，有少量定脂油溢出为最佳。使用过程中，在仪器身架上也要注入一定量精密机器油，注入部位在身架和反螺丝套相连接处，间隙控制在0.4mm；另外，轴承养护一定程度上反映了流速仪的灵敏程度，使用过后，要使用清洁汽油将其清洗干净，并用将其擦干，加入少许润滑油，避免轴承被腐蚀，进而给仪器正常使用带来不便。旋轴、轴套等位置不能跌碰，防止对仪器灵敏程度造成影响。垂线各点的间隔距离不能＜流速仪的旋桨直径。注意旋桨转轴中心位置要与水流方向保持平行，避免在杂草丛生、水底环境复杂的水流中开展测流工作，防止某些不良物质将旋桨缠住，给加大测量值带来更大误差；当出现突然水位涨落情况时，会导致垂线偏离原设定位置，出现垂线距离岸边太近（或太远），这时应该马上调整测速垂线，必要时进行补充[4]。

2.提升单次测流精确度，

上文提及到，流速仪在测流时通常采用“流速～面积法”。在实测过程中，笔者总结出以下几点导致误差产生的因素：一是测量水面宽度时产生误差；二是测量水深时容易出现误差；三是所测区域、点位流速容易产生误差。实际上，产生这些误差根本原因在于流速仪自身精确度存在问题，且流速在空间、时间上常会出现不规则变化情况，当然也包括人为操作时不够规范。采用“流速～面积法”存在的误差，和垂线数量、测点数量、岸边流速系数的相关取值密切相关。提升单次测流精确度，选择典型测流次数，重点对不确定值与误差进行分析。

3.注意正确安装流速仪

测量工作前，应对流速仪进行全面检查，检查是否上油，是否清洗、是否安装准确等。检查流速仪转数、起点距离、所测方向、测点位置等。仪器方面准备好后，要检查所测水段是否存在水草、是否存在干扰因素、信号是否正常等。同时，也要对流速仪测量公式、系数等进行检验，保证其合理使用。根据渠道内水位上涨或下降等实际情况，必要时考虑提前开展工作，防止多余流量检测点分布于相同级别水位上。

结束语：

流速仪测量工作是一项系统化的工作，具有很强的技术要求。因此需要施工测量人员不断进行学习，用最先进的业务知识武装自己头脑，强化专业技能，提高个人素养。同时要严格按照仪器仪表的操作规程来实施操作，使转数和历史达到精确化，避免由于操作错误导致数据测量不准确。要严格把控测量的精准度，从而更好的为区域灌溉和水量配置提供数据支持。

参考文献：

[1]陆春燕.流速仪在渠道测流关键环节分析[J].综合研究，2012，8（12）：136～137.

[2]张伟.流速仪装配与测试[J].机械操作与使用，2012,14（12）：164～165.

[3]艾买江.使用流速仪在测水过程中应注意的几个要点[J].民营科技，2011，7（11）：102～103.

[4]丁林君，杨俊.防​渗​渠​道​中​测​流​应​注​意​的​误​差​问​题[J].吉林水利，2013，7（13）：84～85.