流速仪流量测验误差来源分析及解决对策

流速仪流量测验误差来源分析及解决对策摘要介绍了流速仪流量测验的误差来源，并提出相应的解决对策，以期为流速仪的流量测验提供参考。

关键词流速仪；流量测验；误差来源；解决对策

中图分类号 p335 文献标识码 a 文章编号 1007-5739（2013）03-0233-01

流速仪是最早最常用的测流仪器，也是流量测量最精确的仪器之一，广泛的被应用于水文行业，用流速仪进行流量测验是水文行业使用普遍、最精确的方法。用流速仪进行流量测验产生的误差繁多，有的方面在日常工作中往往被忽视。现就笔者从事水文测验工作20多年来的经验在流量测验方面产生的误差进一步探讨，但大致可分为以下3类：垂线平均流速的误差；测深误差；相应水位的误差。如何提高流速仪在实际流量测量应用过程中的精度是非常重要的，也是从事水文行业值得研究的课题，笔者从事20多年的基层水文行业工作中，探讨流速仪在测流时误差的产生及解决办法。

1 误差来源

1.1 垂线平均流速的误差

1.1.1 测点流速的误差。垂线平均流速的测量，很重要的一点就是测点流速测定的正确性，流速测定的准确与否与测点流速测定的正确性直接相关。误差的程度随仪器使用时间的延长和仪器的保护情况而定[1]，在多沙水流中流速仪磨损是很迅速的，如果不及

时地检定原来计算流速的公式，将会引起很大的误差。测点流速测定时间的长短主要是为了避免脉动影响而需要时间的长短，越接近河底及岸边，脉动影响就越显著，所需用以减少脉动影响的测流时间愈长。如缆道测流、船测、桥测等悬索或悬杆悬吊流速仪进行测点流速测量时，仪器的相对位置不能准确固定，使得测得的流速不能代表该测点的流速，因而发生误差。

1.1.2 测速垂线上流向偏角的影响。若测速垂线上流向不垂直断面，流向偏角大于10°时，就需加以校正，若某条垂线流向偏角为10°时，可有1.7%的误差，而且都是偏大的。

1.1.3 水位涨落的影响。由于实测时间的水位影响，使得垂线平均流速随时间而变化，所以在水位涨落急剧时测流，在每条垂线上应尽量缩短实测时间，也是十分重要的，否则也会造成较大误差。

1.1.4 船测和桥测的影响。若测速点的位置处在测船或桥墩影响范围之内，测得的流速将会偏小，在这些地方，流速脉动也很显著，应将仪器伸到足够远处，尽量减少脉动影响，否则将会造成较大误差。

1.2 测深误差

在宽浅河道和河底有大卵石或细沙的河底的测点上测深，或在水流很急、测绳偏角较大（>20°）时，测深的误差可能成为测流中的主要误差来源之一[1]。

1.2.1 河床性质不同对测深的影响。若水深为h，河底卵石平均

直径或沙浪高为d（即所谓的河床突出物高），则相对造率为d/h，d/h越大，测深误差越大，若d/h为1/4，则误差为25%，误差很大。

1.2.2 偏角误差。在水深流急时，测深杆不易拿直，此时有读数误差，在用测深杆测深时要尽量避免这些误差。用测绳悬吊铅鱼测深是偏角引起的误差有时很大，若偏角大于10°时，应进行偏角改正。

1.3 相应水位的误差

孤立的一个流量数值即使是很精确的实测流量意义也不大，而且要将每个时段的实测流量测量出来也不大可能。因此，就要有效利用水位流量关系，找出实测流量的相应水位，而在流量测得很准确，但相应水位计算则有较大误差的情况也是不能忽略的[1-2]。

2 解决对策

2.1 垂线平均流速的误差

2.1.1 测点流速的误差解决办法。应定期及时的对检测仪器进行检定，还有当测的流速过大或者过小时都会造成很大的误差。缆道测流、船测、桥测等悬索或悬杆悬吊流速仪进行测点流速测量时，仪器的相对位置不能准确固定产生的误差，需要加大铅鱼重量减小仪器悬吊的偏离相对位置来消除误差。定期按规范对测流停表进行校测，保证停表满足使用要求，提高操作人员的操作熟练程度。

2.1.2 测速垂线上流向偏角误差解决办法。如果偏角大于10°时，在流量计算时要考虑偏角的影响，并进行相应的偏角改正。

2.1.3 水位涨落误差解决办法。在水位涨落急剧时测流，在每条垂线上应尽量缩短实测时间，山溪性河流洪水涨、落急剧，过程短的河流，可采取“连续测流法”进行流量实测。对水位暴涨暴落一次测流水位超出允许变幅的河流，可采用“分线测流法”实测。

2.1.4 船测和桥测误差解决办法。测船或桥墩影响范围产生的误差，可经过试验测得测船和桥墩影响的范围，避开影响流速范围。

2.2 测深误差

在卵石河床测深时，除在测点上测1个水深外，应在测点上、下、左、右再测4点水深，取其平均值，可减少测深误差，同时测深杆也许加底盘，减少细沙河底测深不准带来的误差，在水深流急时，测深杆不易拿直，此时有读书误差通常将测深杆向上游插入水中，随水流向下摆，待摆到垂直位置时即插到河底读取水深，以避免发生插入河底现象。用测绳悬吊铅鱼测深，此时应加重铅鱼并设置拉偏锁，使偏角尽量减少，消除此误差[2]。

2.3 相应水位的误差

在水位平稳时，相应水位的计算是没有困难的，但是在水位涨落急剧时，各条垂线上的水位都不相同，则需用加权法根据这些水位计算相应水位，这就牵涉到计算方法问题，它也会引起一定的误差，此时水位观读的准确度更较低。

3 结语

根据误差来源采取相应解决措施时，应注意误差的影响大小要

视该站的条件及测验手段和当时洪水情况而定。如在河床变化急剧的时候，由于实测的时间拖延造成的误差将是很重要的[1-6]。另外在任何时候使用的流速仪性能和、范围必须和其检验结果一致，否则将会造成较大的系统误差，流向偏角引起的误差也是系统偏大的，也不容忽视的，随着科技发展，新方法和新型仪器的使用还会带来其他的误差，将有待于进一步研究。

4 参考文献

[1] 刘伟.流速仪测量误差的来源分析[j].吉林水利，2005（2）：28-29.

[2] 胡环，王金忠.流速仪流量测验误差分析及解决办法[j].东北水利水电，2007，25（2）：42-43.

[3] 杨汉塘.流速仪检定系数c值标准化初探[j].水利水文自动化，1988，1（6）：14-20.

[4] 谢波，田岳明，叶建红，等.adcp河流流量测验及其误差分析[j].水资源研究，2008，28（4）：34-36.

[5] 李满晶.流速仪测流法误差产生的原因及解决措施[j].黑

龙江水利科技，2011（5）：27-28.

[6] 舒安平，任裕民.高浓度水流流速仪的研制与应用[j].泥沙研究，2007（4）：9.