流速仪法单次流量测验误差的检查分析——以开都河萨很托亥水文站为例

王正勇，陈 宇

(新疆巴音郭楞水文水资源勘测局，新疆 巴州841000)

1 基本情况

萨很托亥水文站是开都河上游一处专用水文站，距离开都河源头250 km。地处新疆巴州和静县巴音布鲁克草原大尤勒都斯盆地间，地理位置东经84°53'，北纬42°38'。该水文站设立于2012年7月，设站的主要目的是为国电新疆开都河流域水电开发有限公司监测测验断面处的流量资料。在萨很托亥水文站上游90公里处设有巴音布鲁克国家基本水文站，下游206 km处设有大山口国家基本水文站，形成了有利于比较和掌握萨很托亥水文站上下游的流量变化情况。

2 断面情况

萨很托亥水文站有顺直测验河段300 m，河床由卵砾石组成。流速仪测流断面上游100 m处河道向右弯曲，下游200 m处河道变宽。左岸为岩石陡岸，右岸为胶结卵石台地草滩，两岸地势较高，对断面流量有很好的控制作用，高水时期不受漫滩影响。断面河宽高水时可达55.5 m，河宽受水位涨落影响变化不大。2012年7月25日施测大断面，根据《河流流量测验规范》规定，新设测站大断面施测水面宽度大于25 m时，应采用不少于50条测深垂线来探测水道地形变化情况。大断面实测成果见表1，点绘大断面图，见图1。计算河道宽深比值为43.0小于100，属窄深河道。

表1 萨很托亥水文站实测大断面成果表

3 测速垂线的布设

流速仪测流断面上总共布设14条测速垂线，每条测速垂线间隔4 m，测速垂线自右向左岸依次布设，位置固定。符合测速垂线宜均匀分布，并能有效控制断面地形和流速沿河宽分布的主要转折点无大补大割等原则。

4 单次流量施测情况

单次流量的施测应该分布在高、中、低各级水位上进行，新设测站为了及时有效准确掌握测站流量变化情况，需要提高流量测验频率。水位变幅较大时，变副超过0.15 m应及时施测流量;水位变幅平缓时，5－7日施测一次。单次流量测验采用LS25型旋浆流速仪一点法施测测点流速。测速时先测垂线水深，后测测点流速，当垂线水深不满足一点法测速时只测水深不测流速。测深测速时在确保安全的情况下，根据流速大小变换铅鱼重量来控制悬索偏角满足规范要求。测速历时要求不小于100 s，采用秒表记录时间。自右向左岸依次施测，并记录施测起始时间、相应水位、天气状况、风向风力、流向等辅助记录。单次流量测验过程中水位平稳变幅小，符合规范要求。

图1 萨很托亥水文站实测大断面图

5 计算流量总随机不确定度、系统误差

在现有实测流量资料中选取最大、适中、最小三份实测流量资料作为计算依据，依次编序为:1、2、3号流量。最大、最小流量变幅为66.8 m3/s，水位变幅为0.48 m。由于该站为新设测站准确划分出高中低水位级困难，通过参照该站上游巴音布鲁克水文站和下游大山口水文站同时期流量所对应的水位级别来判断确定所选上述三份流量均为低水位级流量。资料数据和计算结果见表2。

式中:X'Q为流量总随机不确定度(%);X'm为断面Ⅲ型随机不确定度(%);X'e为断面Ⅰ型随机不确定度(%);X'p为断面Ⅱ型随机不确定度(%);X'c为断面的流速仪率定随机不确定度(%);X'd为断面的测深随机不确定度(%);X'b为断面的测宽随机不确定度(%)

表2 相关资料数据和计算结果

从表2中可以看出所选3份实测流量资料的总随机不确定度、系统误差均在规范允许值总随机不确定度12、系统误差－2.5～1之间，符合规范要求。

6 结语

通过对萨很托亥水文站流速仪法单次流量测验误差的计算检查，可以得出三点结论:

(1)水位在6.67～7.15 m的变幅中，现用流速仪测流断面上布设的14条测速垂线合理。

(2)水位在6.67 m时使用14条测速垂线的系统误差为－2.5，持平允许系统误差－2.5～1的下线值。因此，当水位低于6.67 m采用流速仪法施测流量时应增加测速垂线。

(3)水位在高于7.15 m采用流速仪法施测流量时可以试验性的放宽测速垂线间距，由4 m间距调整为5 m间距并做测验误差计算检查。

［1］河流流量测验规范.中华人民共和国国家标准.1993.7.

［2］水文测验手册.第一册.野外工作.水利电力出版社出版.1983.8(新二版).