橋上測流實例經驗分析

王騰 田長濤

摘 要：水文站網中，部分測站受條件限制，汛期無法利用測船和纜道以流速儀法進行流量測驗，因此，在汛期高洪測流時部分測站選用鄰近測驗斷面的公路橋進行流量施測。文章就橋上測流的優越性和實際工作體會進行了分析論述，對實例測站橋測實踐經驗進行了總結，為今后進一步推廣使用洪水期橋測經驗提供了參考。

關鍵詞：流量測驗；橋上測流；測驗方式；安全因素；測量精度

中圖分類號：P337 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）11-0070-02

Abstract： In the hydrologic station network， some stations are restricted by the conditions， so it is impossible to use the method of velocity meter to measure the flow of the ship and the cable in flood season. Therefore， some stations choose the highway bridge adjacent to the test section to carry out the flow survey during the flood season. In this paper， the superiority and practical working experience of bridge flow measurement are analyzed and discussed， and the practical experience of bridge survey at practical station is summarized， which provides a reference for the further popularization of bridge survey experience in flood period.

Keywords： flow test； flow measurement on bridge； test method； safety factors； measuring accuracy

1 概述

目前我省水文基本站網中，絕大多數是利用測船和纜道以流速儀法為主，比降-面積法，水面浮標法及其他方法為輔助來完成汛期流量測驗任務的。由于種種原因我省水文測驗自動化程度較低，絕大多數測驗工作由人工操作來完成，部分先進測驗設備因測站遠離村屯，交通不便，高壓電力緊缺，致使無法正常投入使用。測船測流安全系數較低，測驗精度不高，遇有較大洪水時可能造成人身傷亡事故的發生，測驗設備，設施遭到嚴重的破壞。

2 橋測流量優勢分析

選擇斷面附近橋梁開展橋測工作，既可提高工作效率和成果精度，人員和測驗設備亦得到安全保障，而且測驗精度高，受自然條件的局限性很小，人身安全有了基本保障，又克服了測驗設備不足，不利于養護、保管等諸多不利因素所造成的弊端。具體有以下幾點：

2.1 橋測可以避免或減少風浪影響

流量測驗在受風浪、流冰及漂浮物的影響較大時一般不適合采用測船作業，尤其是實際用于中小河流的人力測船，船體輕、排量小，測取洪峰流量時遇有大的風浪測船擺動大，船艙進水，很容易造成沉船事故的發生。若在流冰期或有漂浮物時危險性更大，尤其春季流冰，冰塊大，冰流速可達2m/s以上，白天尚可，夜間由于照明，視覺等原因，測船遭碰撞不可避免，對測驗人員人身安全構成直接威脅。橋測有其獨特的優越性。例如在流冰期，水位高，冰速，流冰密度及冰塊都較大的情況下，并伴有漂浮物，在此情況下測船基本無法下水作業來完成測驗任務，橋測車完成流量測驗相對困難就小得多，雖然儀器設備有被冰塊或漂浮物碰撞的危險，對測驗人員安全基本不構成任何威脅，此次測驗取了較大的凌汛期流量資料。

2.2 橋測不受特大洪水的影響

公路橋一般為雙曲拱橋穩定性好，使用壽命在五十年以上，可抵御五十年一遇的高洪，一般洪水不會對橋梁構成威脅，洪峰流量基本都可以測得到。若用測船進行流量測驗相當困難并伴有較大危險，利用橋測方式則可安全地測取洪峰流量變化的全過程，且流量資料完整可靠。

2.3 測速垂線和測點相對固定

用測船測量時，雖然有渡河索和固定的起點距，但因風浪大或有流向偏角時，測船受其影響較大，測船左右擺動較大，擺動距離在0.5m，中弘位置可達1m以上，上下測船也隨波浪起伏，由于流速儀跟隨測船同時擺動和起伏，纜道雖無擺動但有上下抖動等因素，各測點流速造成的誤差較大，影響了測驗的精度。橋測車因固定于橋面，基本不會受大的風浪及流向偏角的影響，起點距固定，每次測深測速垂線的位置基本保持一致，相對誤差較小，也就相應提高了測驗的精度。

2.4 橋測節省人力，縮短測驗歷時

測船需要兩人以上同時進行操作，橋測車在不遇到特大洪水的情況下一人即可完成操作，雖有困難基本可完成測驗任務，測船一人完成測驗任務不可能，測船固定即是困難之一，橋測車兩人同時操作可縮短測驗歷時近二十分鐘，尤其是邊遠測站，遇有特殊情況，如交通中斷，測站人員無法及時趕到，在站人員也可保證測驗任務的順利完成，確保資料的完整性，提高了資料的使用價值。

2.5 橋測減少設備養護周期

利用測船時，每年春季都要對船體和過河輔助設備進行安裝調試，秋季還需對拆卸、養護、保管，冬季需有專人對不能拆卸的測驗設備進行看護。橋測車可直接入庫進行保管，既節省了人力物力的消耗，又可保證設備的安全。

3 流量資料系列成果精度分析

選擇湯旺河流域部分測站多年實測流量數據，其中部分年份多次采用橋測方式，利用測船和橋測車測取得流量數據繪制歷年水位～流量關系曲線圖，由圖1、圖2可見，代表站水位流量關系均呈現單一曲線，說明水位流量關系良好。經多次橋側與船測對比分析，二者最大誤差在5%以內，橋測法節省時間最長約30min，可見橋測流量測驗方法合理，精度可靠。

4 結束語

綜上所述，在有條件的測站開展橋測工作簡便易行，成果精度可靠，而且具備測流過程快，數據準確，人員安全，設施節約等優點，有著廣闊的推廣和應用前景。

參考文獻：

[1]曾慶生.水文統計學[M].北京：水利電力出版社，1985.

[2]金光炎.水文統計原理與方法[M].北京：中國工業出版社，1964.