普荫寺测流站缆道测流流速仪法的误差分析与对策

邵荣同 张莉莉

摘 要： 针对水文缆道的测试方法进行优化，减少相应误差，对于提升我国整体水文测量工作的水平有着重要的意义。本文基于笔者的实际工作经验，对针对缆道测流流速仪法产生的误差进行分析，并给出了相应对策。

关键词： 水文缆道;流速仪法;误差分析

【中图分类号】P335     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.26.245

1 序言

针对水文信息进行相应的收集和整理，对于后续水利设施建设和调整而言十分必要。就当前水域流速测验来说，水文缆道是主要的流速测试设备，具备成熟的管理方式和广泛的应用范围，同时加强了操作人员的安全性，所以针对水文缆道的测试方法进行优化，减少相应误差，对于提升我国整体水文测量工作的水平有着重要的意义。本文基于缆道的流速仪法进行测试，针对缆道测流流速仪法产生的误差进行控制，希望能为水文缆道的进一步应用提供参考。

2 流速仪法的误差来源分析

水文缆道测流流速仪法是利用水文来到来进行流速仪法的测流，当前流速仪法仍是主流的流量测量方法，具备结果精度高、运行理论完整、精度控制好、成果可靠和工艺成熟等优势。流速仪法在测试的过程中需要求得断面流量、平均流速、相应水位和流速分布曲线等参数。具体的使用过程首先是在流域选择相应的测量断面，在此过程中水文缆道能将流速仪运送到制定的位置;然后流速仪就可以对测量断面的各个测点进行流速测验，流速仪通过光线示波器来对流速进行测量;最后相关的计算机需要根据测流的流速和面积计算整体的流量，大大减少了人工计算的成本。同时也可以进行多次重复测试，提高测量结果的精度。因为流速仪法的精度是经过多次对比后减小误差得来，所以流速仪法也可以用来对新型的测流方法进行检验。但是根据笔者的实际工作经验发现，水文缆道测流流速仪法所得数据仍有相应误差，其误差来源主要为以下几个方面：

（1）测深误差

测深误差是缆道测流流速仪法的主要误差来源，造成测深误差的原因非常多，常见的原因可能是河床底部过软或者淤泥堆积，造成测量设备直接下陷;或者测量设备的下放速度过快，使得悬索受到冲击，进而产生弯曲对结果造成影响;或者悬索没有进行干绳或者湿绳改正所造成的相应误差;或者钢丝缠绕导致直径增加，使得钢丝绳对测深结果造成与影响;或者在测试前没有进行测深计数器率定，进而导致结果误差过大;或者没有在测深计数器率定后进行测深改正数率定，同样会造成误差。以上种种因素大多是因为操作人员出现相应的操作失误所导致，大部分因素都可以通过规范操作进行解决。其所造成的结果是测量设备得到的深度出现相应的误差，进而整体结果造成一定影响。

（2）测距误差

测距误差主要是对河面宽度的计算偏离了实际结果，因为测距计数器是通过水文测道的巡回轮进行操作，其具体的运作需要依靠测道的钢丝绳进行技术，如果没有进行测距计数器率定，计数器和实际的测值难免会出现误差。所以在进行测距前需要完成测距计数器率定来对测量数据进行更正。

（3）测速误差

测速误差的原因同样多种多样，首先是缆道的自动计数装置受到干扰信号影响，进而出现测得流速过大的现象;其次是流速仪接触钢丝绳是出现了抖动，进而导致多余信号出现;第三是测点位置与缆道偏角产生影响，使得测得流速偏大;此外还可能是计算方法的选择所造成的误差，当前计算方法都会存在一定误差，所以在实际选择的时候需要根据自身需要选择所造成影响最小的计算方式。

3 缆道测流流速仪法的误差控制

3.1 测量误差控制

首先是测深误差方面，操作人员需要严格执行操作步骤，在具体测量前进行测深计数器率定，后进行测深改正数率定。同时选择合适的测试断面进行测试，放缓测量设备的入水速度，同时进行悬索干湿绳及缆道位移改正，控制钢丝绳缠绕层数或改变测深传感器安装位置。

其次是测距误差方面，缆道投入使用前，应进行测距计数器的率定。遇缆道主绳垂度调整、更换起点距计数传感轮等应及时进行率定，以消除或减小测距误差。

最后是测速误差控制，首先要做好缆道主绳和工作绳的绝缘，条件允许的测站要架设副索，保证信号传输。测验中，在流速仪接线柱处包裹绝缘胶布，有条件时要进行入水试验，测试水的电导率。在流速仪接触丝抖动误差控制方面，为消除流速仪接触丝抖动产生的误差，应经常检查流速仪接触丝接触是否良好，确保流速仪旋浆旋转20转，流速仪接触丝接触一次，避免产生多记信号数的情况。若以上调整后，同样有干扰信号产生，则需要调整测速灵敏度旋扭或计数器的延时装置。

3.2 测量方式优化

在测量方式方面，笔者计划利用网格法提高流速仪法的准确性。传统的流速仪测量方法往往需要较长的河岸和特定的岸边才能最大程度的提高其准确性，这在部分特殊水域中无法做到，所以传统水文缆道测流流速仪法的结果有着一定程度的误差。而网格法能够很好的减小这类误差，网格法顾名思义就是在河岸的水文缆道测上设置多个测量点，进而得到水道的水流平均流速，基于次数据来对水流流量测量结果加以修正。当前利用网格法的相关技术有防堵阵列式风量测量技术，能够很好的实现上述构想，在防粉塵阻塞的同时提高测量准确度。同时应用于该技术的测量装置能够对自身的灰尘情况进行快速清除，最大程度减小因压损而出现的误差。所以笔者依据该水电站的实际经济情况，计划采用防堵阵列式风量测量技术来对现有的测量结果加以优化。同时加装配套的硬件和软件设施，对该装置进行智能化设置，进而满足某水电站的实际需求。

4 总结

依照后续的试验情况，在对水文缆道测流流速仪法进行优化之后，该测试设备的变得更加的智能化和自动化，负荷相应的速度加快的同时减小了功率波动，大幅度降低了工作人员的操作量。总而言之，水文缆道测流流速仪法还需要结合当地的实际政策、经济发展、水利设施建设情况等条件进行调整，才能更好的因地制宜制定出相应的水文缆道测流流速仪法优化方案。本次所设计的相关方案还需要结合更多的变量进行调整，笔者在以后的工作生活中也将继续深入此方面的研究，共同为我国当前的水利领域发展做出贡献。

参考文献

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