淺談控制流速儀測(cè)流法誤差的方法

李青山

（吉林省水文水資源局通化分局，吉林 通化 135300）

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淺談控制流速儀測(cè)流法誤差的方法

李青山

（吉林省水文水資源局通化分局，吉林 通化 135300）

摘要：通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)流量流速測(cè)驗(yàn)工作的研究發(fā)現(xiàn)，流速儀在流量流速測(cè)驗(yàn)工作中的應(yīng)用存在一些誤差，這些誤差對(duì)水文測(cè)驗(yàn)結(jié)果精度形成了極為不利的影響作用。如何控制流速儀測(cè)流法產(chǎn)生的誤差，提高流速儀測(cè)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，已經(jīng)成為水利水文研究單位關(guān)注的重要問(wèn)題。從流速儀測(cè)流法誤差類(lèi)型出發(fā)，討論控制流速儀測(cè)流法誤差的有效方法，促使流速儀在流量流速測(cè)驗(yàn)工作中充分發(fā)揮其重要作用。

關(guān)鍵詞：流速儀；測(cè)流法；誤差；控制方法

在水文測(cè)驗(yàn)工作中，流速儀測(cè)流是流量流速測(cè)驗(yàn)常用的方法，也是最為有效的方法。主要是因?yàn)榱魉賰x在水流量流速測(cè)驗(yàn)工作中的合理應(yīng)用，可以為流量流速測(cè)驗(yàn)工作有序開(kāi)展提供充分的保障。但是，在水文測(cè)驗(yàn)工作中，由于諸多因素的影響，常常導(dǎo)致流速儀測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差，這對(duì)水文測(cè)驗(yàn)工作的有效性會(huì)形成極為不利的影響。流速儀在流量流速測(cè)驗(yàn)工作中常用的方法有三種，分別為精測(cè)法、常測(cè)法及簡(jiǎn)測(cè)法。每種方法都具有各自的優(yōu)劣勢(shì)，適用于不同水文條件，這就需要在開(kāi)展水文測(cè)驗(yàn)工作時(shí)，根據(jù)實(shí)際水文情況，選用合適的流速儀和測(cè)驗(yàn)方法，只有這樣才能為測(cè)流精度提供充分的保障，滿(mǎn)足不同測(cè)驗(yàn)精度的需求，真正實(shí)現(xiàn)流量流速測(cè)驗(yàn)工作的重要目的。因此，當(dāng)前專(zhuān)業(yè)水利水文研究單位必須將控制流速儀測(cè)流法誤差的方法作為首要研究?jī)?nèi)容。

1　流速儀測(cè)流法誤差的幾種類(lèi)型

流量流速測(cè)驗(yàn)工作中，流速儀測(cè)流中存在的誤差可以分為隨機(jī)誤差、未定系統(tǒng)誤差、已定系統(tǒng)誤差和偽誤差，每種誤差產(chǎn)生的原因和解決方法都會(huì)有所不同，要盡量減少流速儀測(cè)流誤差出現(xiàn)的可能性，就需要分析誤差的類(lèi)型，選擇合適的誤差控制方法，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)誤差控制的重要目的。其中，隨機(jī)誤差在流速儀測(cè)流中呈正態(tài)分布，需要采取有效的方法對(duì)誤差存在的不確定度進(jìn)行描述。對(duì)于未定系統(tǒng)誤差，需要采用與隨機(jī)誤差相似的方法對(duì)其進(jìn)行描述，未定系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差存在非常大的相似性。對(duì)于已定系統(tǒng)誤差，需要采用科學(xué)、有效的方法進(jìn)行修正，最大限度降低誤差出現(xiàn)的可能性。而對(duì)于偽誤差，在流量流速測(cè)驗(yàn)中需要進(jìn)行仔細(xì)的辨認(rèn)，剔除含有偽誤差的測(cè)量結(jié)果。

1.1流量流速測(cè)量中寬和深存在的誤差

在流量流速測(cè)驗(yàn)工作中，流速儀存在的誤差主要是測(cè)寬和測(cè)深存在誤差。出現(xiàn)這種誤差主要是因?yàn)樵谟^(guān)測(cè)過(guò)程中，隨機(jī)誤差的存在以及流速儀本身故障造成的未定系統(tǒng)誤差，測(cè)寬和測(cè)深誤差的存在，難以為水利工程建設(shè)工作提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1.2流量流速測(cè)量中流速儀存在的檢定誤差

在水文測(cè)驗(yàn)工作中，利用流速儀對(duì)流量流速進(jìn)行測(cè)量，由于流速儀本身可能存在故障，導(dǎo)致未定系統(tǒng)誤差的存在，從而導(dǎo)致檢定誤差出現(xiàn)，這也是流速儀測(cè)量誤差的重要組成部分之一。

1.3平均流速計(jì)算存在誤差

利用流速儀進(jìn)行水量水速測(cè)驗(yàn)工作時(shí)，可能由于測(cè)點(diǎn)數(shù)不同，導(dǎo)致垂線(xiàn)平均流速在計(jì)算中存在誤差，這種誤差出現(xiàn)主要是由隨機(jī)誤差和已定系統(tǒng)誤差組成，這種誤差的存在會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性形成極為不利的影響作用。

2　控制流速儀測(cè)流法誤差的有效方法

2.1水位觀(guān)測(cè)誤差及誤差控制方法

在流速儀流速測(cè)驗(yàn)工作中，造成水文觀(guān)測(cè)誤差的原因主要有：第一，觀(guān)測(cè)人員在進(jìn)行測(cè)驗(yàn)工作時(shí)，沒(méi)有將觀(guān)測(cè)視線(xiàn)與測(cè)驗(yàn)水面保持平行。第二，水流量流速測(cè)驗(yàn)受諸多因素的影響，在水位觀(guān)測(cè)時(shí)容易受波浪的影響，導(dǎo)致判斷誤差的出現(xiàn)。第三，在利用流速儀進(jìn)行測(cè)驗(yàn)時(shí)，受附近障礙物的影響，造成測(cè)驗(yàn)誤差的出現(xiàn)。第四，在流量流速測(cè)驗(yàn)工作中，通常為了保證測(cè)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性，會(huì)將同一測(cè)驗(yàn)工作反復(fù)進(jìn)行3次，避免測(cè)驗(yàn)誤差的出現(xiàn)。而在水位觀(guān)測(cè)工作中，由于測(cè)驗(yàn)次數(shù)比較少，加上水位變化幅度大，都可能導(dǎo)致測(cè)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)問(wèn)題。

對(duì)于水位觀(guān)測(cè)誤差的控制，也應(yīng)該從四方面出發(fā)。第一，在進(jìn)行水位測(cè)驗(yàn)工作時(shí)，由專(zhuān)業(yè)人員參與測(cè)驗(yàn)工作，并保證觀(guān)測(cè)視線(xiàn)和水面平行，保證觀(guān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。第二，水位測(cè)驗(yàn)工作中遇到波浪，應(yīng)該以水尺度數(shù)的峰谷平均值為準(zhǔn)，或待水流平緩之后再進(jìn)行觀(guān)測(cè)工作。第三，利用流速儀進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，應(yīng)該盡量排除附近的干擾因素，保障測(cè)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。第四，在流速儀測(cè)流工作中，應(yīng)該進(jìn)行至少3次重復(fù)測(cè)驗(yàn)，減少誤差出現(xiàn)的可能性。

2.2水深測(cè)量誤差及誤差控制方法

在水文測(cè)驗(yàn)工作中，水深測(cè)驗(yàn)工作的難度比較大，且容易出現(xiàn)誤差。主要是因?yàn)樵跍y(cè)驗(yàn)工作中，可能存在不了解水面斷面的情況，這時(shí)進(jìn)行水深測(cè)量工作，就難以為測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性提供充分的保障。除此之外，在進(jìn)行水深測(cè)量工作時(shí)，也需要根據(jù)波浪情況和斷面渠底情況進(jìn)行測(cè)量，但是在實(shí)際測(cè)量工作中，由于對(duì)這些因素的重視度不夠，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差的出現(xiàn)。

對(duì)于水深測(cè)量中存在的誤差，需要全面了解斷面情況，在開(kāi)展測(cè)量工作時(shí)，先利用測(cè)桿了解渠底的情況，對(duì)渠底的情況作出準(zhǔn)確的判斷，再采用適合的測(cè)量方法。需要注意的是，測(cè)量水深需要根據(jù)水面和渠底情況確定測(cè)量測(cè)數(shù)，對(duì)于水面起伏比較小的斷面，進(jìn)行1次測(cè)桿測(cè)量即可，而對(duì)于斷面穩(wěn)定、渠底平整的斷面，則需要測(cè)量至少2次水深，以2次測(cè)定結(jié)果的差值不超過(guò)最小水深值的2%為準(zhǔn)，為測(cè)量結(jié)果的可靠性提供充分的保障，盡量避免測(cè)流誤差的存在。

3　結(jié)語(yǔ)

流速儀測(cè)流誤差的存在會(huì)對(duì)水文測(cè)驗(yàn)整體工作質(zhì)量形成極為不利的影響，為了促使水文測(cè)驗(yàn)工作有序開(kāi)展，必須加強(qiáng)對(duì)流速儀測(cè)流誤差的控制，盡量減少誤差出現(xiàn)的可能性，為測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性提供充分的保障。

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Discussion on themethods to control errors of current meter flow measurement method

LI Qing-shan
(Tonghua Branch Office of Jilin Hydrology and Water Resources Bureau,Tonghua 135300,China)

Abstract:The long-term research on flow measurement found that the current meter used in the test work has some errors,which has a very negative influenceon the accuracy of hydrologic test results.How to control error of currentmeter and improve the accuracy and reliability of the current meter testing results has become an important concern of hydrological research institutes.From the type of error of current meter,this paper discussed the effective ways of controlling error of flow measurement method to promote the current meter test work to fully play its important role.

中圖分類(lèi)號(hào)：P332.4

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-8646（2016）08-0052-02

收稿日期：2016-02-11

作者簡(jiǎn)介：李青山（1974-），男，吉林通化人，工程師，從事水文水資源研究。