關於使用流速儀測流誤差原因分析及改進措施
理論研究
作者：劉芳白 敏嶽暕
通過分析二期抽黃管理局十幾年的測流資料，歸納總結了引起明渠測流誤差的原因和采取的措施，強調了流速儀測流應注意的事項，提高了渠道流量實測精度，為已經安裝的流量遙測、遠傳設備提供科學依據。
明渠測流改進精度
1二期抽黃管理局流量施測概況
二期抽黃管理局1997年抽水灌溉以來，沿線大荔、蒲城、富平三縣126.5萬畝農田普遍受益。灌區輸水主幹渠三條，其中塬下總幹渠38km、塬上總幹渠54km、北幹渠46km。灌溉農田126.5萬畝。設流量施測斷麵十六處，均分布在北幹渠上。灌溉期間使用流速儀測流。
流速儀是一種專門測定水流速度的儀器，常用於明渠流量施測。其原理是利用測垂線將渠道斷麵劃分若幹部分，通過實測各條垂線水深和相對水深不同位置測點的時均流速推求出垂線平均流速和兩垂線間部分流速，部分流速乘以部分過水斷麵積得到部分流量；各部分斷麵之和即斷麵總流量。
北幹渠十六個測點，每個施測斷麵的測線布設是隨水麵寬度的變化而變化，按水流深度布設測線。灌區一直使用SL25-1型旋槳式直讀流速儀測流，采用索吊和測杆兩種方式。當水位在1.0m以下時用測杆施測，當水位在1.5m以上時用懸吊鉛魚施測。由於流速儀軸至鉛魚底的距離是30cm，北幹渠水位在1.55m以下采用一點法測流，水位在1.55m以上采用三點法測流。
2流速儀測流方法
⑴垂線平均流速
根據水文測驗規範布置好垂線，再按水深確定測垂線上設幾個測點。通過實測點流速，計算出垂線平均流速。
⑵部分平均流速和部分麵積
相鄰兩側垂線平均流速的均值即為部分平均流速，相鄰兩條測垂線間過水麵積即為部分麵積。當遇到岸邊時，岸邊部分平均流速等於自岸邊算起第一條垂線平均流速乘以岸邊流速係數，部分麵積是自渠邊算起第一條垂線與渠坡形成的三角形過水麵積。一般情況下流速係數取0.9。
⑶計算斷麵流量
部分平均流速乘以部分過水麵積就等於部分流量，部分流量之和即為斷麵流量。
3明渠測流產生誤差的原因
⑴實測斷麵位置的選擇
北幹渠實測斷麵十六個，流量施測點設在北幹渠各出水口附近，以滿足斷麵分水量需要和達到灌區上下遊均衡收益的目的。由於工程條件限製，個別斷麵客觀上不能符合水流施測要求，有水流速不穩或有少量回水、壅水現象，從而降低了測流精度。
⑵各測站斷麵不規則
用流速儀施測流量，適用於斷麵規則布點準確的情況下。由於北幹渠十多年來運行，渠道實測點有部分沉降、變形、原定的側線位置改變，斷麵尺寸也發生改變，每次測得點流速和過水麵積出現差值較大。
⑶渠道淤積也是影響原因
二黃渠沿線一百多公裏，渠道穿越十多個村莊或鄉鎮，沿渠的生活垃圾衝入渠道在所難免，渠底的磚塊、小石頭、塑料紙、小樹枝等都是造成施測誤差的原因。在實際測量中，經常會出現測流時，要麼錯當石子或磚塊的頂部當成渠底，要麼會把生活垃圾纏繞到儀器上。這些都嚴重影響測流工作效率。
⑷儀器檢定係數
二黃局成立十幾年來，施測儀器三台，每次灌溉用水，十六個斷麵分別輪換使用這三台儀器施測，雖然儀器之間的誤差在5%內，但從理論上講，每年儀器都應校核後才能再次投入使用，由於校核費用過大，實際上一直使用這三台儀器，如果再繼續長期使用，儀器檢定公式係數可能發生變化，自身產生偏差。