黄琦 胡艳娇 田长涛

摘 要：文章根据采用低水测深杆法测流时观读水深读数方式的不同，对流量测验精度产生的影响进行了分析。经实例数据分析论证表明，不正确的观读方法会对流量资料精度产生明显影响。无论是在测深杆迎水面和背水面观读数据均是错误的测验方式，都会给流量测验带来较大误差，长系列资料因观测方式的错误会引起水位～流量关系曲线明显偏离，降低了流量资料成果精度。文中针对读数误差来源，提出了具体改进建议。

关键词：流量测验；水深观读；测深杆；断面面积；精度检验

中图分类号：P332 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）21-0054-02

Abstract： In this paper， the influence on the accuracy of flow measurement is analyzed according to the different reading methods of viewing water depth when using low water bathymetric rod method. The analysis and demonstration of the example data shows that the incorrect reading method will have a significant impact on the accuracy of the flow data. Whether it is the wrong test method to read the data on the water surface and the back water surface of the bathymetric rod， it will bring great error to the discharge test. Due to the error of the observation mode， the long series of data will cause the water level-discharge relationship curve to deviate obviously. The accuracy of flow data is reduced. Finally， some suggestions for improvement are put forward according to the source of reading error.

Keywords： flow test； bathymetric reading； bathymetric rod； cross-section area； accuracy test

1 概述

流域水资源数据是经济社会发展建设的重要基础数据之一，其中流量资料属非常重要水文数据。资料系列的精度质量直接影响到涉水工程设施的设计和稳健运行效果。影响流量资料质量的因素较多，既有测验因素也有整编方法和数据加工处理精细化水平的影响，但随着信息化资料整编手段的普及，流量资料加工处理的精度日益提高，目前流量资料误差主要以测验误差影响为主。

河道流量计算公式为Q=A×V，式中A为面积（等于断面平均水深与水面宽的乘积），V为断面平均流速，因此流量误差主要受面积和流速影响。

2 水深测量误差对流量的影响

流量测验断面面积由若干部份面积累加得出，部分面积由部份平均水深与测深垂线间距乘积得出。测深垂线间距一般固定不变的，误差可以忽略，面积测量误差主要体现在水深测量上。测深杆测流时读数误差经常出现在观读误差方面。利用测深杆读取水深的正确方法是沿水流垂直方向读取测深杆侧面水流切线出的水深值，而不是读取测深杆迎水面和背水面的读数。否则迎水面雍水会使观读水深高于正常值，背水面涡流导致观读值低于正常值。水深观读误差会引起流速仪入水深度，会产生流速测量误差。所以说水深观测误差会同时产生面积和流速计算误差，共同影响流量计算精度。

2.1 水深测量误差对流量成果影响实例数据分析

选择某一流域水文断面，测验方式采用测深杆（圆柱形）涉水施测法测取流量。断面测速垂线采用一点法施测，流速仪入水深度为0.6h测。本次试验采用10个测次资料，实测水深分别采用测深杆入水后迎水面、背水面和侧面实际接触水面的读数，每测次读取3组数据，以侧面观读值作为正常值，见表1。

2.2 误差分析

由表1可见，测深杆迎水面观读的测验误差会使断面面积计算值增大，流速计算值减小；背水面反之。面积和流速计算误差会影响流量的计算精度。由图1可见，迎水侧和背水侧的测点形成的关系线分别分布在標准曲线的两侧，既迎水侧曲线偏左，流量偏小；背水侧曲线偏右，流量偏大。

采用t检验法，a=0.05检验2条曲线与标准曲线的偏离程度。计算公式为t= ，式中x1为标准曲线测点对关系线的偏离值，x2为检验数据对标准曲线的偏离值，？滋1，？滋2为两组系列数据的均值，s ，s 为x1、x2的方差，n1、n2为数据个数。经计算，t迎水侧曲线=2.50，因|t|>临界值t（1-a/2）=2.10，所以迎水侧流量曲线没有通过t检验。t背水侧曲线=83.3，因|t|>临界值t（1-a/2）=2.10，所以背水侧流量曲线也没有通过t检验，说明这两个系列的数据不能参与流量资料定线整编。采用迎水侧曲线推求6月份地表水资源量为101.3万m3，小于实际水量20.8万m3，采用背水侧曲线推求5月份地表水资源量为151.4万m3，大于实际水量30.3万m3。可见，水位～流量关系线的系统偏离会引起较大的流量计算误差。

3 结束语

流量测验误差受面积和流速测量误差的共同影响，而水深测量误差可同时引起面积和流速的计算精度。观读测深杆迎水侧和背水侧水深读数是一种习惯现象，但这会带来明显观测误差，实际观测时尽可能读取测深杆侧面水流切线处读数。再就是测深杆外形尽可能改为流线型，可以减小阻水和漩涡影响，测深时也要避免在水流湍急处，应选择相对平缓处施测，便于减少测深误差对流量精度的影响。

参考文献：

[1]水利部.河流流量测验规范[M].中国计划出版社，1993.

[2]水利部长江水利委员会水文局.水文资料整编规范[M].中国水利水电出版社，2000.

[3]钱学伟，陆建华.水文测验误差分析与评定[M].中国水利水电出版社，2007.