河流流量测验综合规范.docx

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河流流量测验综合规范

《河流流量测验规范》GB50179-93（摘录）

第五章浮标法测流

第一节普通规定

第5.5.1条本规范规定浮标法测流，涉及水面浮标法、深水浮标法、浮杆法和小浮标法，分别合用于流速仪测速困难或超过流速仪测速范畴高流速、低流速、小水深等状况流量测验。

测站应依照所在河流水情特点，按下列规定选用测流办法，制定测流方案。

一、当一次测流起讫时间内水位涨落差，符合本规范第4.1.2条第三款规定期，应采用均匀浮标法测流。

均匀浮标法测流方案中有效浮标横向分布控制部位，应按流速仪法测流方案测速垂线数及其所在位置拟定。

多浮标测流方案中有效浮标横向分布控制部位，应包括少浮标测流方案中有效浮标控制部位在内。

二、当洪水涨、落急剧，洪峰历时短暂，不能用均匀浮标法测流时，可用中泓浮标法测流。

三、当浮标投放设备冲毁或暂时发生故障，或河中漂浮物过多，投放浮标无法辨认时，可用漂浮物作为浮标测流。

四、当测流断面内一某些断面不能用流速仪测速，另一某些断面能用流速仪测速时，可采用浮标法和流速仪法联合测流。

五、深水浮标法和浮杆法测流合用于低流速流量测验。

测流河段应设在无水草生长、无乱石突出、河底较平整、纵向底坡较均匀顺直河段。

六、小浮标法测流，宜用于水深不大于0.16m时流量测验。

当小水深仅发生在测流断面内某些区域时，可采用小浮标法和流速仪法联合测流。

七、风速过大，对浮标运营有严重影响时，不适当采用浮标法测流。

第5.1.2条采用浮标法测流测站，浮标制作材料、型式、入水深度等规格本站必要统一。

浮标系数应通过实验分析，不同测流方案应使用各自相应实验浮标系数。

当因故改用其她类型浮标测速时，其浮标系数应另行实验分析。

第5.1.3条数拟定和选用,应符合下列规定.

一、依照实验资料拟定浮标系数，应按本章第六节规定进行校测。

校测实验次数应不少于10次.校测成果宜用学生氏（ｔ）检查法进行检查。

当原采用浮标系数与校测样本有明显性差别时，应重新进行浮标系数实验，并采用新浮标系数。

二、依照经验拟定浮标系数，应按本章第六节规定进行浮标系数实验，拟定本站浮标系数。

三、需要使用浮标法测流新设测站，自开展测流工作之日起，应同步进行浮标系数实验，宜在二至三年内实验拟定本站浮标系数。

在未获得浮标系数实验数据之前，可借用本地区断面形状和水流条件相似、浮标类型相似测站实验浮标系数，或者依照测验河段断面形状和水流条件，在下列范畴内选用浮标系数。

1.普通状况下：

湿润地区大、中河流可取0.85～0.90，小河可取0.75～0.85；干旱地区大、中河流可取0.80～0.85，小河可取0.70～0.80。

2.特殊状况下：

湿润地区可取0.90～1.00，干旱地区可取0.65～0.70。

3.对于垂线流速梯度较小或水深较大测验河段，宜取较大值；垂线流速梯度较大或水深较小者，宜取较小值。

四、当测验河段或测站控制发生重大变化时，应重新进行浮标系数实验，并采用新浮标系数。

第5.1.4条对断面比较稳定和采用实验浮标系数测站，均匀浮标法单次流量测验容许误差，不应超过表5.1.4规定。

均匀浮标法单次流量测验容许误差表5.1.4

总不拟定度

系统误差

一类精度水文站

二类精度水文站

三类精度水文站

10

11

12

-2～1

-2～1

-2.5～1

注：

对断面冲淤变化较大或采用经验浮标系数测站，浮标法单次流量测验容许误差，应依照实际状况加以研究拟定。

第5.1.5条均匀浮标法测流方案选取，应采用本规范表5.1.4容许误差范畴为控制精度，并按本规范第七章均匀浮标法各分量随机不拟定度对均匀浮标法测流总随机不拟定度估算，分析拟定有效浮标个数。

每个浮标控制部位，应符合本规范第5.1.1条第一款规定。

第5.1.6条浮标法测流应涉及下列内容：

一、观测基本水尺、测流断面水尺、比降水尺水位。

二、投放浮标，观测每个浮标流经上、下断面间运营历时，测定每个浮标流经中断面线时位置。

三、观测每个浮标运营期间风向、风力（速）及应观测项目。

四、施测浮标中断面面积。

五、计算实测流量及其她关于记录数值。

六、检查和分析测流成果。

第二节水面浮标法

第5.2.1条水面浮标制作应符合下列规定：

一、浮标入水某些，表面应较粗糙，不应成流线型。

浮标下面要加系重物，保持浮标在水中漂流稳定。

浮标入水深度，不得不不大于水深1/10。

浮标制作后宜放入水中实验。

二、浮标露出水面某些，应有易于辨认明显标志。

第5.2.2条采用水面浮标测流测站，宜设立浮标投放设备。

浮标投放设备应由运营缆道和投放器构成，并应符合下列规定：

一、投放浮标运营缆道，其平面位置应设立在浮标上断面上游一定距离处，距离远近，应使亡放浮标，在到达上断面之前能转入正常运营，其空间高度应在调查最高洪水位以上。

二、浮标投放设备应构造简朴、牢固、操作灵活省力，并应便于持续投放和养护维修。

三、没有条件设立浮标投放设备测站，可用船投放浮标，或运用上游桥梁等渡河设施投放浮标。

第5.2.3条水面浮标投放办法应符合下列规定：

一、用均匀浮标法测流，应在全断面均匀地投放浮标，有效浮标控制部位，宜与测流方案中所拟定部位一致。

在各个已拟定控制部位附近和接近岸边某些均应有个浮标。

浮标投放顺序，应自一岸顺次投放至另一岸。

当水情变化急剧时，可先在中泓部位投放，再在两侧投放。

当测流段内有独股水流时，应在每股水流投放有效浮标3-5个.

二、当采用浮标法和流速仪法联合测流时，浮标应投放至流速仪测流边界以内，使两者测速区域相重叠。

三、用中泓浮标法测流，应在中泓部位投放3-5个浮标。

浮标位置邻近，运营正常，最长和最短运营历时之差不超过最短历时10%浮标应有2-3个。

四、当采用漂浮物浮标法测流时，宜选取中泓部位目的明显，且和浮标系数实验所选漂浮物类似漂浮物3-5个测定其流速。

测速技术规定，应符合中泓浮标法测流关于规定。

漂浮物类型、大小、预计出水高度和入水深度等，应详细注明。

第5.2.4条浮标运营历时测记和浮标位置测定，应符合下列规定：

一、断面监视人员必要在每个浮标到达断面线时及时发出讯号。

二、记时人员应在收到浮标到达上、下断面线讯号时，及时启动和关闭秒表，对的读记浮标运营历时，时间读数精准至0.1s。

当运营历时不不大于１００s时，可精准至1s。

三、仪器交会人员应在收到浮标到达中断面线讯号时，对的测定浮标位置，记录浮标序号和测量角度，计算出相应起点距。

浮标位置观测，应采用经纬仪或平板仪测角交会法测定，并应在每次测流交会最后一种浮标后来，将仪器照准原后视点校核一次，当鉴定仪器位置未发生变动时，方可结束测量工作。

第5.2.5条当采用水面浮标法测流时，宜同步施测断面。

测宽、测深办法应符合本规范附录一规定。

当人力、设备局限性，或水情变化急剧，同步施测断面确有困难时，可按下列规定选取断面：

一、断面稳定测站，可直接借用邻近测次实测断面。

二、断面冲淤变化较大测站，可抢测冲淤变化较大某些几条垂线水深，结合已有实例断面资料，分析拟定。

第三节深水浮标和浮杆法

第5.3.1条深水浮标和浮杆制作，应符合下列规定：

一、深水浮标应由上、下两个浮标构成。

上浮标直径应为下浮标直径1/4-1/5；下浮标比重应不不大于水比重，并应使上浮标在运营中能经常漂露在水面上。

二、浮杆应由互相套接两某些做成，并应能上下滑动，能依照测速垂线水深大小调节浮杆长度。

浮杆露出水面某些应为1-2cm，并应在水中漂流时能稳定地直立水中。

三、深水浮标和浮杆制成后，应放入水中实验，当不合规定期，可增减下浮标和浮杆下部所系重物重量进行调节，直至符合规定为止。

第5.3.2条深水浮标和浮杆法测流测速办法和技术规定应符合下列规定：

一、应在测流断面上、下游用标志尺分设上、下两个等间距标志断面。

各个标志断面应互相平行并垂直于水流平均流向。

上、下标志断面之间距离。

可取2-3cm。

二、测速垂线应与同水位级流速仪法测流固定测速垂线数相似。

当横向流速变化较大，或者波动较大，固定测速垂线不能控制横向流速变化时，应恰当增长测速垂线。

每条测速垂线应在测速前实测水深。

三、使用深水浮标测速，当水深不不大于0.5m时，可在相对水深0.2和0.8两处测速；当水深不大于0.5m时，可在相对水深0.6处测速.测点深度计算，应为自水面至下浮标中心距离。

当使用浮杆测速时，浮杆入水深度应为测速垂线水深0.9-0.95倍，并不得接触河底。

四、使用深水浮标或浮杆测速，每个测点或每条垂线应重复施测3次，并应符合下列规定：

1.运营总历时不得少于20s。

个别流速大点线，不得少于10s。

当少于10s时，该垂线应改用流速仪测速。

2.对重复3次测速成果，其中最长历时与最短历时之差不得超过最短历时10%，当超过10%时，应增长施测次数，并应选用其中符合上述规定3次测速记录作为正式成果。

第四节小浮标法

第5.4.1条小浮标制作，宜采用厚度为1-1.5cm较粗糙木板，做成直径为3-5cm小圆浮标。

第5.4.2条测流断面布设，可在测流断面上、下游设立两个等间距辅助断面，上、下断面间距不应不大于2.0m，并应与中断面平行且距离相等，当原测流断面处河段不适合于小浮标测流时，应另设暂时测流断面暂时设立测流断面与原测流断面之间，不得有内水分出和外水流入，并应和水流平均流向垂直。

第5.4.3条小浮标测流应符合下列规定;

一、测流时必要同步实测测流断面。

二、浮标投放有效个数应等于或多于同级水位流速仪测速垂线数，浮标横向分布应能控制断面流速横向变化。

三、浮标通过测流鱿面位置，可用暂时断面索测读或皮尺直接测量。

四、每个浮标运营历时应不不大于20s，当个别流线流速较大时，不得不大于10s。

当多数浮标运营历时不大于10s，而又受到水深限制，不能用流速仪测速时，应恰当增长上、下辅助断面间距，使浮标运营历时不不大于10s。

五、每条测速流线应重复施测两次。

两次运营历时之差，不得超过最短历时10%，当超过10%时,应增长施测次数,并应选用其中两个浮标运营历时之差在10%以内者用为正式成果。

第五节其她项目观测

第5.5.1条基本水尺、测流断面水尺水位，可在测流开始和终了时各观测一次。

当测流过程也许跨越峰顶或峰谷时，应在峰顶或峰谷加测水位一次，并应按均匀分布原则恰当增长测次，控制洪水变化过程。

比降水位观测需符合本规范第4.5.2条规定。

第5.5.2条风力（速）观测，应在每个浮标运营期间进行。

当风向、风力（速）变化较小时，可测记其平均值；当变化较大时，应测记其变化范畴。

当用仪器观测风向、风速时，应将仪器置放在能代表测流河段水面附近风向、风速地点进行观测。

风向应依水流方向自右至左测记，平行于水流方向顺风记为00，逆风记为1800，垂直于水流方向来自右岸记为900，来自左岸记为2700。

当目测风力、风向时，可按国家现行原则《水位观测》规定测记。

第5.5.3条对天气现象、漂浮物、风浪、流向、死水区域及测验河段上、下游附近漫滩、分流、河岸决口、冰坝壅塞、支流、洪水等状况均应进行观测和记录。

第六节浮标系数实验和拟定

第5.6.1条水面浮标系数实验，有条件比测实验测站，应以流速仪法测流和浮标法测流进行比测实验；无条件比测实验测站，可采用水位流量关系曲线法和水面流速系数法拟定浮标系数。

浮标系数应由断面流量除以断面虚流量，或由断面平均流速除以断面平均虚流速，或断面平均流速除以中泓、漂浮物浮标流速。

第5.6.2条水面浮标系数实验，关系曲线不应过多外延。

并应逐年积累资料，增大比测实验水位变幅。

高水某些应涉及不同水位和风向、风力（速）等状况实验资料，实验次数应不不大于20次.

第5.6.3条水面浮标系数比测实验，应符合下列规定：

一、对各种浮标法测流方案浮标系数，应分别进行实验分析。

二、浮标法测流时间，应放在流速仪法测流时间中间时段。

当受条件限制，不能放在中间时段时，应在多次实验中涨、落水面分别互换流速仪测流和浮标法测流先后顺序，且互换次数宜相等。

三、断面浮标系数比测实验，各有效浮标在横向上控制部位，应和流速仪各测速垂线布设位置彼此相应。

当从多浮标、多测速垂线比测实验资料中抽取各种有限浮标数和相应有限测速垂线数测验成果，计算各种实验方案浮标系数时，必要按各种实验方案所选用有限浮标数，分别绘制浮标流速横向分布曲线查读虚流速，不得仅绘一次多浮标流速横向分布曲线图，重复查读不同抽样方案虚流速。

四、中泓浮标系数和漂浮物浮标系数实验，宜按高水期流速仪法测流所选用一种测流方案作对比实验，并可与断面浮标系数实验结合进行。

当其她时间用流速仪法测流，遇有可供选取漂浮物，可及时测定其流速，供作漂浮物浮标系数分析。

五、当高水期进行浮标系数比测实验有困难时，可采用代表垂线进行浮标系数实验分析。

实验办法和技术规定，应符合下列规定：

1.依照流速仪实测流量资料，可建立1-3条代表垂线平均流速平均值和断面平均流速关系曲线，并选用其中一条最佳关系曲线拟定代表垂线对于不同测流方案浮标系数，应分别拟定各自代表垂线。

2.在选用代表垂线上，应采用流速仪施测垂线平均流速，并通过已定关系曲线转换为断面平均流速。

并应按均匀浮标法和中泓、漂浮物浮标法测流关于规定施测浮标流速和采用断面虚流量除以断面面积计算断面平均虚流速。

采用算术平均法计算中泓、漂浮物浮标流速，应按本规范第5.6.1条规定计算代表垂线法浮标系数.

3.代表垂线法实验得出浮标系数，应与断面浮标系数或中泓、漂浮物浮标系数实验成果一起进行综合分析。

当变化趋势与测站特性相符时，可作为正式实验数据使用。

4.高水期代表垂线位置随水位变动频繁站，不适当采用代表垂线法实验浮标系数。

第5.6.4条采用水位流量关系曲线分析浮标系数，应在流速仪实测流量范畴内拟定。

浮标虚流量应采用实测值，断面流量应以浮标法测流相应水位在水位与流速仪法流量测点关系曲线上查读。

并应符合下列规定：

一、分析断面浮标系数时，应依照浮标流量测点有效浮标控制部位，并应选用测速垂线分布与之相应流速仪法流量测点，按不同测流方案分类绘制不同方案水位流量关系曲线查读断面流量。

二、分析中泓、漂浮物浮标系数时，宜选用流速仪法在高水期一种测流方案流量测点绘制水位流量关系曲线查读断面流量。

三、对于不同形式水位流量关系曲线，应按下列规定查读断面流量：

1.水位流量关系为单一曲线测站，应直接在曲线上查读流量。

2.水位流量关系为多条单一曲线测站，应在与浮标测点同一时期曲线上查读流量。

3.水位流量关系为复式绳套曲线测站，应在与浮标测点同一洪水过程绳套曲线上查读流量。

第5.6.5条浮标系数实验分析资料，应分类进行整顿，并应考虑空气阻力对浮标系数影响。

并可建立浮标系数与关于因素关系，绘制成关系图、表查用。

关于因素选用，应由测站依照实际状况拟定。

第5.6.6条采用水面流速系数实验资料间接拟定浮标系数，应符合下列规定：

一、断面平均水面流速系数实验，测速垂线布设应结合浮标法测流方案中有效浮标横向分布控制部位拟定。

二、中泓水面流速系数实验，宜按高水期所选用一种测流方案比测分析。

三、当高水期流速仪全断面测速有困难时，可采用代表垂线水面流速系数实验办法拟定水面流速系数。

实验办法和规定应符合下列规定：

1.应采用流速仪有水面流速测验实测流量资料，建立1-3条垂线水面流速系数平均值与断面平均水面流速系数关系曲线，及1-3条垂线平均流速平均值与断面平均流速关系曲线，分别选用其中一条最佳关系曲线拟定其代表垂线。

对于不同测流方案，应分别拟定各自代表垂线。

2.断面平均水面流速系数实验，应在选定代表垂线上，用流速仪施测垂线平均流速和水面流速，计算水面流速系数，通过关系曲线转换，即得断面平均水面流速系数。

3.中泓水面流速系数实验。

应采用流速仪在选定代表垂线上施测垂线平均流速。

在中泓施测水面流速。

应先将垂线平均流速通过关系曲线转换为断面平均流速，再计算中泓水面流速系数。

4.代表垂线法实验得出水面流速系数，应与断面平均水面流速系数或中泓水面流速系数实验成果一起进行综合分析，当变化趋势与测站特性相符时，可作为正式实验数据使用。

5.高水期代表垂线位置随水位变动频繁站，不适当采用代表垂线法实验水面流速系数。

四、水面流速系数用于浮标法测流流量计算应通过河槽改正系数Kw按下列规定转换为相应浮标系数

1.河槽改正系数按下列公式计算:

式中浮标测流河段平均断面面积

流速仪测流断面面积

浮标上断面面积

浮标中断面面积

浮标下断面面积

2.断面浮标系数Kf按下列各式计算：

一、不考虑空气阻力对浮标系数影响时

式中断面平均水面流速系数系水位与断面平均水面流速系数关系曲线上查读值。

二、考虑空气阻力对浮标系数影响时

式中断面平均空气阻力参数

浮标阻力分布系数，可借用浮标类型相似实验数据。

3.中泓浮标系数按下列各式计算

一、不考虑空气阻力对浮标系数影响时

式中中泓水面流速系数，系水位与中泓水面流速系数关系查读值。

二、考虑空气阻力对浮标系数影响时：

式中中泓平均空气阻力参数。

第5.6.7条多沙河流浮标系数实验，应同步施测单样沙量。

依照含沙量、浮标流速和浮标系数之间关系选用浮标系数，或者建立含沙量、水面流速和水面流速系数关系，并按本规范第5.6.6条规定，间接拟定浮标系数。

第5.6.8条小浮标系数实验，应在流速仪测速容许最小水深或最小流速临界水位处，选取无风或小风天气进行。

并应在每条测速垂线上，同步用流速仪和小浮标分别施测其垂线平均流速和浮标流速，且应重复施测10次。

每条垂线10次同步测得垂线平均流速与浮标流速比值算术平均值，应为垂线平均小浮标系数，所有垂线平均小浮标系数算术平均值，应为采用断面小浮标系数。

第5.6.9条水面浮标系数外延，应符合下列规定：

一、当高水某些浮标系数基本稳定期，可顺关系曲线趋势外延20%查用；浮标系数尚不稳定期，可外延10%查用。

二、当浮标法测流水位超过浮标系数容许外延幅度10%-20%时，应依照测站特性，通过综合比较分析拟定浮标系数。

第七节实测流量计算

第5.7.1条均匀浮标法实测流量计算，应符合下列规定：

一、每个浮标流速按下式计算：

式中第i个浮标实测浮标流速（m/s）；

浮标上、下断面间垂直距离；

第i个浮标运营历时（s）;

二、测深垂线和浮标点位起点距，可按经纬仪和平板仪交会法关于规定计算。

三、绘制浮标流速横向分布曲线和横断面图图，应在水面线上方，以纵坐标为浮标流速，横坐标为起点距，点绘每个浮标蹉位，对个别突出点应查明因素，属于测验错误则予舍弃，并加注明。

当测流期间风向、风力（速）变化不大时，可通过点群重心勾绘一条浮标流速横向分布曲线，当测流期间风向、风力（速）变化较大时，应恰当照顾到各个浮标点位勾绘分布曲线。

四、在各个某些面积分界线处，从浮标流速横向分布曲线上读出该处虚流速。

五、某些平均虚流速、某些面积、某些虚流量、断面虚流量计算办法与流速仪法测流计算办法相似。

六、断面流量按下式计算：

Q=KfＱf

式中Q--　断面流量　（m３/s）;

Ｑf--　断面虚流量　（m３/s）;

第５.７.２条　中泓浮标法、漂浮物浮标法实测流量可按下列各式计算：

一、中泓浮标法实测流量按下式计算：

Q=Kmf.Ａm.Ｖmf

式中Ｖmf--　中泓浮标流速算术平均值（m/s）;

二、漂浮物浮标法实测流量按下式计算：

Q=Kff.Ａm.Ｖmf

式中Kff--　漂浮物浮标系数;

Ｖmf--漂浮物浮标流速算术平均值

第5.7.3条浮标法、流速仪法联合测流实测流量计算，应符合下列规定：

一、应分别绘制出滩地某些垂线平均流速和主槽某些浮标流速横向分布曲线图，或滩地某些浮标流速和主槽某些垂线平均流速横向分布曲线图。

对于滩地和主蜊边界处浮标流速和垂线平均流速横向分布曲线互相重叠一某些，在同一起点距上两条曲线查出流速比值，应与实验浮标系数接近。

当差值超过10%时，应查明因素。

当能鉴定流速仪测流成果可靠时，可按该某些垂线平均流速横向分布曲线，并恰当修改相应某些浮标流速横向分布曲线，使两种测流成果互相衔接。

二、应分别按流速仪法和浮标法实测流量计算办法，计算主槽和滩地某些实测流量，两种某些流量之和为全断面实测流量。

第5.7.4条深水浮标法实测流量计算，应先按各个测点平均历时除以上、下断面间距计算测点平均流速，然后按本规范第4.8..1条规定计算断面流量。

第5.7.5条浮杆法垂线平均流速可按下列公式计算：

Vm　＝　Ｋh.Ｖh

式中Ｋh--浮杆流速改正系数

Ｖh--浮杆实测流速（m/s）;

h--浮杆入水深度（m）;

断面流量可按本规范第4.8..1条规定计算.

第5.7.6条小浮标法实测断面流量,可由断面虚流量乘断面小浮标系数计算。

每条垂线上小浮标平均流速，可由平均历时除以上、下断面间距计算。

断面虚流量计算办法，可按本规范第5.7.1条规定计算。

第5..7.7条浮标法实测流量相应水位，可按本规范第4.8.8条规定计算。

第八节误差来源与控制

第5.8.1条浮标法测流误差来源，应涉及下列内容：

一、浮标系数实验分析误差。

二、断面测量误差。

三由于水流影响，浮标分布不均匀，或有效浮标过少，导致浮标流速横向分布曲线不准。

四、在使用深水浮标或浮标测流河段内，沿程水深变化较大引入误差。

五、浮标流经上、中、下断面线时瞄准视差，浮标流经中断面时定位误差。

六、浮标运营历时记时误差。

七、浮标制作人工误差。

八、风向、风速对浮标运营影响误差。

第5.8.2条浮标法测流误差控制，宜符合下列规定：

一、浮标系数实验分析资料，在高水某些应有较多实验次数。

二、应执行关于测宽、测深技术规定，并经常对测宽、测深工具、仪器及关于设备进行检查和校正。

三、控制好浮标横向分布位置，使绘制浮标流速横向分布曲线具备较好代表性。

四、采用深水浮标或浮杆法测流时应按本规范第5.1.1条第五款规定选取测流河段。

五、必要执行本规范对浮标测速技术规定及测流使用浮标统一定型关于规定，减小测速误差。

六、用精度较高秒表记时，并经常检查，清除计时系统误差。