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摘要：河流流量测量是水文工作者的重要任务之一。通过研究其误差来源与误差规律性这不但对水资源开发利用的相关设计具有重要意义其对于水文测验科学技术水平的提高和发展也是非常重要的。文章主要针对河流流量测验的误差进行了分析。
关键词：河流流量；测验；误差
中图分类号： P343 文献标识码： A 文章编号：
随着我国水资源开发利用程度的提高，水资源短缺现象日益突出，社会国民经济可持续性发展对水资源的可持续利用提出了更高的要求。因此，河流流量测验精度，是衡量一个灌区供水单位管理水平的重要尺度。水文测验工作不仅要做好大洪水监测，为防汛服务;而且也要加强对河流的控制监测，提高河流流量测验精度，为水资源的统一管理和调度服务。
1 河流流量测验仪器方面的影响因素
1.1 流速仪误差
流速的误差在用流速仪进行流量测验时,流速测定的正确性在流量测验中占有相当重要的地位,它是主要决定测流准确度的因素。流速仪是流量测验的主要工具，分旋浆式流速仪和旋杯式流速仪。按国家标准，旋浆式流速仪和旋杯式流速仪在正常使用保养下，其使用期限为10a。而仪器检定公式稳定期为1a或累积工作300h，并取时间间隔短的。由于各种原因，仪器不能及时校核，即使按时校核，也因使用和保养不善或者运输不当而产生较大的误差。因此，按国家标准《河流流量测验规范》，常用流速仪施测达到50～80h时，应与备用的同类型流速仪进行比测。若比测结果偏差不超过±3%，系统偏差不超过±1%时，常用流速仪可继续使用，否则应及时送专业技术部门进行检定。若没有条件比测的站，仪器使用1～2a后必须重新检定。超过检定日期2～3a以上的流速仪，虽未使用，也应送专业部门检定，以便消除仪器本身的误差。
1.2 测速计数器误差
测速计数器是流量测验中测记流速仪器转子讯号，或是显示转子所测流速的工具。对测速计数器要求计时、计数准确，不漏记多记，抗干扰性较强，性能稳定可靠。因此，计数装置在使用前进行检查和定期测试检查，发现误差应及时订正或更换，否则将直接影响到流量测验。
1.3 停表误差
停表是流量测验工作中的计时工具，在正常情况下，应每年汛前检查一次。当停表受过雨淋、碰撞、剧烈震动或发现走时异常等情况，应及时进行检查，否则计算流速时产生较大误差。检查时，按国家标准《河流流量测验规范》，应以每日误差小于0.5min带秒针的钟表为标准计时，与停表同时走动10min，当读数不超过±3s，可认为停表合格，否则应及时更换停表。
1.4 旋转部件误差
在流量测验前，要检查流速仪旋转部件是否正常。通常在检查旋浆(旋杯)的转动时，用右手拿住旋浆(旋杯)轴，用嘴轻轻吹动浆叶，如果润滑和清洁良好，并且安装正确，不论轴的位置是否水平、垂直、倾斜旋浆都应灵敏的转动。转动若干周后缓慢停止，如勉强转动或突然停止，则说明仪器部件有毛病，应进行拆洗检查来消除仪器旋转部件带来的误差。
1.5 接触机构误差
在流量测验前，接好转动旋浆进行流速仪接触机构的检查，倾听测速计数器发出的声音是否正常。一般音响持续时间应为旋浆的3回转左右。如果发现时间过长或过短，则说明流速仪接触机构有误差，应立即拆卸仪器检查接触丝的松紧度，直到调整适宜为止，重新试验直至工作正常为止，这样可消除流速仪接触机构本身的误差。
2 流量测验过程中的影响因素
2.1 水位观测误差
水位观测可能引起的误差主要表现在两方面:①在测验流量过程中，测深、测速前和结束后，应立即观测水位，以避免在测流过程中，水量发生了变化，引起测量结果与实际流量的偏差，从而影响到水位流量对应关系的误差。因此，按照《河流流量测验规范》，应及时观测水位的变化，做好垂线水深修正；②表现在水位人工定时观测或校核定位时的误差，应尽可能消除水面光线折射、波浪、障碍物、短历时波动等方面的影响，进而准确推求出断面水量。
2.2 水深测量误差
在河流水深测量采用手持测杆施测方法时，由于测杆是刚性带刻度和底盘的，在水深测量时，一般是通过测杆读数直接读取水深值。但往往受到水面波浪和测杆是否保持垂直状态而影响水深测量的精度，使测算的断面面积与实际不符，或因垂线测点位置不准而导致流速测量误差。解决办法是施测者保持垂直下放测杆，正确读取测杆的数值；当波浪较大时每条垂线水深应连测3次以上并取其平均值，这样可减少由于水深测量带来的误差。
2.3 测深、测速垂线布设误差
在河流测验工作中，测深、测速是同时进行的，全断面垂线布设应以控制断面原型为准，由于所有断面并非一致，垂线布设的不合理，将直接影响所测断面面积的精度，使流量产生较大误差。
2.4 测速垂线上测点的分布误差
流量测验工作中，测速垂线上测点的分布不合理，直接影响垂线平均流速实测结果，导致流量产生较大误差。按国家标准《河流流量测验规范》，一般垂线可用一点法、两点法、三点法或五点法等施测，具体采用主要以测得的测点流速计算垂线平均流速与实际垂线平均流速接近为原则。在垂线分布不规则的情况下，水深足够时尽量用五点法或六点法施测。在精测法中，流速测点分布是严格按测得水深来分布的。
2.5 流速测点定位误差
在流量施测过程中，流速仪是否安放在准确的位置，测杆是否稳定呈垂直状态，流速仪在水下是否呈水平状态，而平行于水流线，施测者采用悬测或是底测方法都将影响流速测点定位误差，所以流速测点定位不准直接影响所测的垂线平均流速与实际垂线平均流速有偏差，使流量产生较大误差。因此，为减小这种误差，对于流速较快的断面施测者应多采用底测的测验方法，且测杆要紧靠测桥，保证测杆的垂直与稳定性。
2.6 测速历时计时误差
当流速仪在测点定位后，应先测试流速仪讯号是否正常，后进行施测流速。在实际工作中，往往出现流速仪刚入水就开始测速计时，并未做流速仪的讯号测试。另外，还有在施测过程中历时停表计时不规范。这样就出现测速历时的偏差而使流量产生较大误差，因此，在实际流量测验工作中，流速仪入水经过2～3个讯号测试正常后，方才开始施测。历时计时以流速仪某讯号为起始讯号，立即开动停表计时，计时开始后出现的讯号为第1个讯号，当累计到某个讯号时已符合测速历时的规范要求时，应及时关闭停表，计时终了。
2.7 测速讯号计数误差
在流量测验过程中，测速历时计时与讯号计数是同时进行的，也是相互对应的。在实际工作中，往往出现开动停表计时的起始讯号也在计算之内。这样，无形中就多计算1个讯号数，使计算流量比实际流量偏大而产生误差。另外，由于有些渠道断面流速较大，使得流速仪转速较快，在施测过程中，讯号计数有时可在2s内达到3个讯号的情况，讯号计数之快，往往较容易多计或少计而引起流量误差。因此，在流量测验过程中测速讯号计数要认真仔细，讯号计数和历时计时要严格按规范执行，将测速讯号计数带来的误差降到最小。
2.8 流速脉动误差
在河流流量测验工作中，流速的脉动影响与垂线流速有着直接的关系，按国家标准《河流流量测验规范》规定，为减少流速脉动带来的误差，一般每个流速测点总历时达到100s以上；在抢测短历时大流量时，可采用总历时为60s或30s。在作测点流速脉动误差检查时，作者总结多年测流工作经验，整理出测点流速脉动公式为:ΣR=2R时，2S－10%S≤ΣS≤2S+10%S(其中ΣR为总信号；R为分组信号；ΣS为总历时；S为分组历时)，以此来检验流速脉动误差，ΣS应在变化范围内，否则应重测，以减少短时紊流对测验精度的影响。
3 其它方面的因素
3.1 流量测验方法误差
流速仪施测流量方法一般分为精测法、常测法和简测法，在实际工作中，不同的时期或不同的情况下采用不同的方法，通常工作中常用精测法和常测法。由于金沟河灌区河流水量不但年内分配不均，而且在汛期内日变幅较大，加之上游无控制性水利枢纽工程，在水量分配时不得不随水势的涨落而作时时调整。为了及时准确抢测到峰值，实时掌握渠道引水量，一般适用简测法才能达到工作要求。如若采用精測法或常测法，往往流量未测完，洪峰流量就已回落了，这样则不能准确地反映出渠道实时来水量。因此，要根据河道的时时来水量及时准确地做出流量测验的方法。
3.2 测桥起点距定位误差
起点距一般是固化在测桥迎水面的，记录每一条施测垂线与测桥起点的相应距离。由于渠道断面发生变化或起点距刻画时标志点不在边坡与渠底的交叉点上，产生起点距间距测量误差，使计算的过水面积与实际面积不符而产生流量测验误差。因此，要求每隔一段时间，检查一次断面是否发生变化，若变化较大时应及时调整测水位置，从而将由测桥起点距变化而引起的误差降到最小。
3.3 边坡流速系数取值误差
河流边坡流速系数取值是按渠道边坡的建筑材料来选择的。不同材料的边坡流速系数取值是完全不同的。若取值不科学、不合理，则直接影响流量测验的成果。通常，边坡流速系数可按经验系数来取值:混凝土预制块陡岸取0.92，混凝土预制块斜坡取0.90，混凝土板浆砌石卵石混合斜坡取0.85，浆砌卵石斜坡取0.82，干砌卵石斜坡及不平整陡岸取0.80，土质或自然戈壁石斜坡取0.70。
4 结束语
总之，对于河流流量测验误差的认识和处理，是正确地评价和合理地使用流量测验技术和获得既经济又精确的测验成果的基础。数据稳定可靠、精度高，大大缩短测流时间，提高工作效率，减轻劳动强度，增加了安全性，为防洪、报汛提供了更快、更准确的流量资料。
参考文献
[1] 谢波;田岳明;叶建红;吴建荣; ADCP河流流量测验及其误差分析[J].水资源研究,2007年第04期
[2] 刘伟林;郭爱军;《河流流量测验规范》关水位级划分理论的商榷[J].长江工程职业技术学院学报 2011年第04期
关键词：河流流量；测验；误差
中图分类号： P343 文献标识码： A 文章编号：
随着我国水资源开发利用程度的提高，水资源短缺现象日益突出，社会国民经济可持续性发展对水资源的可持续利用提出了更高的要求。因此，河流流量测验精度，是衡量一个灌区供水单位管理水平的重要尺度。水文测验工作不仅要做好大洪水监测，为防汛服务;而且也要加强对河流的控制监测，提高河流流量测验精度，为水资源的统一管理和调度服务。
1 河流流量测验仪器方面的影响因素
1.1 流速仪误差
流速的误差在用流速仪进行流量测验时,流速测定的正确性在流量测验中占有相当重要的地位,它是主要决定测流准确度的因素。流速仪是流量测验的主要工具，分旋浆式流速仪和旋杯式流速仪。按国家标准，旋浆式流速仪和旋杯式流速仪在正常使用保养下，其使用期限为10a。而仪器检定公式稳定期为1a或累积工作300h，并取时间间隔短的。由于各种原因，仪器不能及时校核，即使按时校核，也因使用和保养不善或者运输不当而产生较大的误差。因此，按国家标准《河流流量测验规范》，常用流速仪施测达到50～80h时，应与备用的同类型流速仪进行比测。若比测结果偏差不超过±3%，系统偏差不超过±1%时，常用流速仪可继续使用，否则应及时送专业技术部门进行检定。若没有条件比测的站，仪器使用1～2a后必须重新检定。超过检定日期2～3a以上的流速仪，虽未使用，也应送专业部门检定，以便消除仪器本身的误差。
1.2 测速计数器误差
测速计数器是流量测验中测记流速仪器转子讯号，或是显示转子所测流速的工具。对测速计数器要求计时、计数准确，不漏记多记，抗干扰性较强，性能稳定可靠。因此，计数装置在使用前进行检查和定期测试检查，发现误差应及时订正或更换，否则将直接影响到流量测验。
1.3 停表误差
停表是流量测验工作中的计时工具，在正常情况下，应每年汛前检查一次。当停表受过雨淋、碰撞、剧烈震动或发现走时异常等情况，应及时进行检查，否则计算流速时产生较大误差。检查时，按国家标准《河流流量测验规范》，应以每日误差小于0.5min带秒针的钟表为标准计时，与停表同时走动10min，当读数不超过±3s，可认为停表合格，否则应及时更换停表。
1.4 旋转部件误差
在流量测验前，要检查流速仪旋转部件是否正常。通常在检查旋浆(旋杯)的转动时，用右手拿住旋浆(旋杯)轴，用嘴轻轻吹动浆叶，如果润滑和清洁良好，并且安装正确，不论轴的位置是否水平、垂直、倾斜旋浆都应灵敏的转动。转动若干周后缓慢停止，如勉强转动或突然停止，则说明仪器部件有毛病，应进行拆洗检查来消除仪器旋转部件带来的误差。
1.5 接触机构误差
在流量测验前，接好转动旋浆进行流速仪接触机构的检查，倾听测速计数器发出的声音是否正常。一般音响持续时间应为旋浆的3回转左右。如果发现时间过长或过短，则说明流速仪接触机构有误差，应立即拆卸仪器检查接触丝的松紧度，直到调整适宜为止，重新试验直至工作正常为止，这样可消除流速仪接触机构本身的误差。
2 流量测验过程中的影响因素
2.1 水位观测误差
水位观测可能引起的误差主要表现在两方面:①在测验流量过程中，测深、测速前和结束后，应立即观测水位，以避免在测流过程中，水量发生了变化，引起测量结果与实际流量的偏差，从而影响到水位流量对应关系的误差。因此，按照《河流流量测验规范》，应及时观测水位的变化，做好垂线水深修正；②表现在水位人工定时观测或校核定位时的误差，应尽可能消除水面光线折射、波浪、障碍物、短历时波动等方面的影响，进而准确推求出断面水量。
2.2 水深测量误差
在河流水深测量采用手持测杆施测方法时，由于测杆是刚性带刻度和底盘的，在水深测量时，一般是通过测杆读数直接读取水深值。但往往受到水面波浪和测杆是否保持垂直状态而影响水深测量的精度，使测算的断面面积与实际不符，或因垂线测点位置不准而导致流速测量误差。解决办法是施测者保持垂直下放测杆，正确读取测杆的数值；当波浪较大时每条垂线水深应连测3次以上并取其平均值，这样可减少由于水深测量带来的误差。
2.3 测深、测速垂线布设误差
在河流测验工作中，测深、测速是同时进行的，全断面垂线布设应以控制断面原型为准，由于所有断面并非一致，垂线布设的不合理，将直接影响所测断面面积的精度，使流量产生较大误差。
2.4 测速垂线上测点的分布误差
流量测验工作中，测速垂线上测点的分布不合理，直接影响垂线平均流速实测结果，导致流量产生较大误差。按国家标准《河流流量测验规范》，一般垂线可用一点法、两点法、三点法或五点法等施测，具体采用主要以测得的测点流速计算垂线平均流速与实际垂线平均流速接近为原则。在垂线分布不规则的情况下，水深足够时尽量用五点法或六点法施测。在精测法中，流速测点分布是严格按测得水深来分布的。
2.5 流速测点定位误差
在流量施测过程中，流速仪是否安放在准确的位置，测杆是否稳定呈垂直状态，流速仪在水下是否呈水平状态，而平行于水流线，施测者采用悬测或是底测方法都将影响流速测点定位误差，所以流速测点定位不准直接影响所测的垂线平均流速与实际垂线平均流速有偏差，使流量产生较大误差。因此，为减小这种误差，对于流速较快的断面施测者应多采用底测的测验方法，且测杆要紧靠测桥，保证测杆的垂直与稳定性。
2.6 测速历时计时误差
当流速仪在测点定位后，应先测试流速仪讯号是否正常，后进行施测流速。在实际工作中，往往出现流速仪刚入水就开始测速计时，并未做流速仪的讯号测试。另外，还有在施测过程中历时停表计时不规范。这样就出现测速历时的偏差而使流量产生较大误差，因此，在实际流量测验工作中，流速仪入水经过2～3个讯号测试正常后，方才开始施测。历时计时以流速仪某讯号为起始讯号，立即开动停表计时，计时开始后出现的讯号为第1个讯号，当累计到某个讯号时已符合测速历时的规范要求时，应及时关闭停表，计时终了。
2.7 测速讯号计数误差
在流量测验过程中，测速历时计时与讯号计数是同时进行的，也是相互对应的。在实际工作中，往往出现开动停表计时的起始讯号也在计算之内。这样，无形中就多计算1个讯号数，使计算流量比实际流量偏大而产生误差。另外，由于有些渠道断面流速较大，使得流速仪转速较快，在施测过程中，讯号计数有时可在2s内达到3个讯号的情况，讯号计数之快，往往较容易多计或少计而引起流量误差。因此，在流量测验过程中测速讯号计数要认真仔细，讯号计数和历时计时要严格按规范执行，将测速讯号计数带来的误差降到最小。
2.8 流速脉动误差
在河流流量测验工作中，流速的脉动影响与垂线流速有着直接的关系，按国家标准《河流流量测验规范》规定，为减少流速脉动带来的误差，一般每个流速测点总历时达到100s以上；在抢测短历时大流量时，可采用总历时为60s或30s。在作测点流速脉动误差检查时，作者总结多年测流工作经验，整理出测点流速脉动公式为:ΣR=2R时，2S－10%S≤ΣS≤2S+10%S(其中ΣR为总信号；R为分组信号；ΣS为总历时；S为分组历时)，以此来检验流速脉动误差，ΣS应在变化范围内，否则应重测，以减少短时紊流对测验精度的影响。
3 其它方面的因素
3.1 流量测验方法误差
流速仪施测流量方法一般分为精测法、常测法和简测法，在实际工作中，不同的时期或不同的情况下采用不同的方法，通常工作中常用精测法和常测法。由于金沟河灌区河流水量不但年内分配不均，而且在汛期内日变幅较大，加之上游无控制性水利枢纽工程，在水量分配时不得不随水势的涨落而作时时调整。为了及时准确抢测到峰值，实时掌握渠道引水量，一般适用简测法才能达到工作要求。如若采用精測法或常测法，往往流量未测完，洪峰流量就已回落了，这样则不能准确地反映出渠道实时来水量。因此，要根据河道的时时来水量及时准确地做出流量测验的方法。
3.2 测桥起点距定位误差
起点距一般是固化在测桥迎水面的，记录每一条施测垂线与测桥起点的相应距离。由于渠道断面发生变化或起点距刻画时标志点不在边坡与渠底的交叉点上，产生起点距间距测量误差，使计算的过水面积与实际面积不符而产生流量测验误差。因此，要求每隔一段时间，检查一次断面是否发生变化，若变化较大时应及时调整测水位置，从而将由测桥起点距变化而引起的误差降到最小。
3.3 边坡流速系数取值误差
河流边坡流速系数取值是按渠道边坡的建筑材料来选择的。不同材料的边坡流速系数取值是完全不同的。若取值不科学、不合理，则直接影响流量测验的成果。通常，边坡流速系数可按经验系数来取值:混凝土预制块陡岸取0.92，混凝土预制块斜坡取0.90，混凝土板浆砌石卵石混合斜坡取0.85，浆砌卵石斜坡取0.82，干砌卵石斜坡及不平整陡岸取0.80，土质或自然戈壁石斜坡取0.70。
4 结束语
总之，对于河流流量测验误差的认识和处理，是正确地评价和合理地使用流量测验技术和获得既经济又精确的测验成果的基础。数据稳定可靠、精度高，大大缩短测流时间，提高工作效率，减轻劳动强度，增加了安全性，为防洪、报汛提供了更快、更准确的流量资料。
参考文献
[1] 谢波;田岳明;叶建红;吴建荣; ADCP河流流量测验及其误差分析[J].水资源研究,2007年第04期
[2] 刘伟林;郭爱军;《河流流量测验规范》关水位级划分理论的商榷[J].长江工程职业技术学院学报 2011年第04期