橋上測流實(shí)例經(jīng)驗分析

王騰 田長濤

摘 要：水文站網(wǎng)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(jìn)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(jìn)行流量施測。文章就橋上測流的優(yōu)越性和實(shí)際工作體會進(jìn)行了分析論述，對實(shí)例測站橋測實(shí)踐經(jīng)驗進(jìn)行了總結(jié)，為今后進(jìn)一步推廣使用洪水期橋測經(jīng)驗提供了參考。

關(guān)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(xiàn)標(biāo)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(wǎng)中，絕大多數(shù)是利用測船和纜道以流速儀法為主，比降-面積法，水面浮標(biāo)法及其他方法為輔助來完成汛期流量測驗任務(wù)的。由于種種原因我省水文測驗自動化程度較低，絕大多數(shù)測驗工作由人工操作來完成，部分先進(jìn)測驗設(shè)備因測站遠(yuǎn)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(shù)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(fā)生，測驗設(shè)備，設(shè)施遭到嚴(yán)重的破壞。

2 橋測流量優(yōu)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(shè)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(shè)備不足，不利于養(yǎng)護(hù)、保管等諸多不利因素所造成的弊端。具體有以下幾點(diǎn)：

2.1 橋測可以避免或減少風(fēng)浪影響

流量測驗在受風(fēng)浪、流冰及漂浮物的影響較大時一般不適合采用測船作業(yè)，尤其是實(shí)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(fēng)浪測船擺動大，船艙進(jìn)水，很容易造成沉船事故的發(fā)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(dá)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(gòu)成直接威脅。橋測有其獨(dú)特的優(yōu)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(yè)來完成測驗任務(wù)，橋測車完成流量測驗相對困難就小得多，雖然儀器設(shè)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(gòu)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(wěn)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(gòu)成威脅，洪峰流量基本都可以測得到。若用測船進(jìn)行流量測驗相當(dāng)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(diǎn)相對固定

用測船測量時，雖然有渡河索和固定的起點(diǎn)距，但因風(fēng)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(dá)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(diǎn)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(fēng)浪及流向偏角的影響，起點(diǎn)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(yīng)提高了測驗的精度。

2.4 橋測節(jié)省人力，縮短測驗歷時

測船需要兩人以上同時進(jìn)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(wù)，測船一人完成測驗任務(wù)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(yuǎn)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(wù)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(shè)備養(yǎng)護(hù)周期

利用測船時，每年春季都要對船體和過河輔助設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)試，秋季還需對拆卸、養(yǎng)護(hù)、保管，冬季需有專人對不能拆卸的測驗設(shè)備進(jìn)行看護(hù)。橋測車可直接入庫進(jìn)行保管，既節(jié)省了人力物力的消耗，又可保證設(shè)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(shí)測流量數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)繪制歷年水位～流量關(guān)系曲線圖，由圖1、圖2可見，代表站水位流量關(guān)系均呈現(xiàn)單一曲線，說明水位流量關(guān)系良好。經(jīng)多次橋側(cè)與船測對比分析，二者最大誤差在5%以內(nèi)，橋測法節(jié)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(jié)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(shù)據(jù)準(zhǔn)確，人員安全，設(shè)施節(jié)約等優(yōu)點(diǎn)，有著廣闊的推廣和應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾慶生.水文統(tǒng)計學(xué)[M].北京：水利電力出版社，1985.

[2]金光炎.水文統(tǒng)計原理與方法[M].北京：中國工業(yè)出版社，1964.