流速仪流量测验误差的产生原因及解决方法

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流速仪流量测验误差的产生原因及解决方法

2022-03-24 16:02| 来源: 网络整理| 查看: 265

流速仪流量测验误差的产生原因及解决方法 来源:用户上传      作者:

  摘要:目前,我国绝大多数水文站使用流速面积法计算流量,主要应用的是悬索缆道悬挂流速仪测流,在测流过程中,由于诸多因素影响会产生误差从而影响流量精度,又由于流速仪在测流中误差的普遍存在性,笔者根据多年在基层水文站测流经验,简要分析流速仪法流量测验误差来源与解决办法。   关键词:流速仪;缆道流量测验;误差;解决方法   Abstract: At present, our country most hydrological station using velocity area method for calculating flow, suspension cable suspension flow meter flow measurement is mainly used in measuring the flow, process, because many factors will influence the flow accuracy error, because the velocity instrument in the flow measurement errors of the universal existence, according to for many years in the basic hydrological station flow experience, a brief analysis of the flow meter flow test error source and the solution.   Key words: current meter; cableway flow test; error; solutions   中图分类号:TV5   流量资料是水文资料的重要组成部分,流量资料在流域水利规划、水利工程设计及防汛抗旱、水资源保护有着广泛的应用。 流量测验是很重要的一个水文测验项目,很多水文站都用悬索缆道进行流量测验,流速仪在测流中的误差是普遍存在的,分析其误差来源及其解决办法很有必要性。   测验误差概念   测量数值与客观真值偏离程度即为误差。在实际测验中,通常需要对测量误差进行控制,使其限制在一定范围内。对带有误差的测量资料进行必要的数字处理,评定其精度等,是水文测验工作的一项重要工作。测量误差按性质分为粗差,系统误差、随机误差。   1.1粗差   由有关人员的粗心大意或仪器故障所造成的差错为粗差。也称伪误差。如测错、读错、记错、算错等。   1.2系统误差   主要是指在同一条件下 (如某个场所、人员、仪器、测验环境、方法均不变的情况下)对同一量值进行多次测量时, 其数值和符号保持不变, 且不随观测次数增加而减少的那部分误差。其特点是测量值偏离真值的误差, 总是向着同一侧方向, 或全部偏大、或全部偏小, 其大小有一定规律, 这种误差称为系统误差。如在测流中由于仪器使用多年, 磨损较大, 测验点据就会出现系统偏差, 还有就是由于流速仪检定出现误差, 造成测流出现偏差, 这些情况均属于系统误差。   1.3随机误差 (偶然误差)   由测量条件中各种随机因素的随机性影响而产生的误差称为随机误差。即在同一条件下, 对同一量值进行多次测量时, 其数值和符号的不可预见的方式而变化的那部分误差。如由于波浪引起的水尺观读误差, 水力因素引起的流速不稳定及水流脉动产生的误差, 均属随机误差。   1.4其它误差   按照误差指标精度评定, 误差又可分为绝对误差和相对误差; 绝对误差就是测量值与真值之差, 它反映测量值的可靠程度。相对误差就是绝对误差与真值的比值, 常用百分数表示。允许误差是测量值按一定规定概率误差的允许范围。在国标CB50179- 93 《河流流量测验规范》中表4.1.4规定流速仪法单次流量测验允许误差, 一、二类精度水文站其系统误差为- 2 % - 1 % , 三类精度水文站系统误差为- 2. % - 1 %。   2.误差来源及分析   我国绝大多数水文站使用流速面积法计算流量,主要应用流速仪测量流速。在用流速仪进行流量测验时,流速的测定的正确性在流量中很重要,在测流中引起误差的原因很多,主要有流速误差,测速测点位置放置不当引起误差,岸边流速系数取值引起误差,断面选择不当引起误差等。      2.1流速误差    流速仪器本身性能误差,一是流速仪器在出厂检定时的检定误差, 当然这些误差一般都在规范规定的允许误差内。二是流速仪本身出现问题, 流速仪在应用、运输、携带中由于保养不当造成流速仪损坏轴承部件磨损引起误差。三是流速仪在每次测完流后不按照说明书去拆卸仪器并加仪器润滑油, 引起测流误差, 流速仪长期使用未进行流速仪比测容易产生误差, 不及时更换仪器也容易产生误差。由于上述原因流量数值往往产生系统误差。   用缆道测流,流速仪悬挂在铅鱼上,由于缆道主索用久了都有一定的拉长,有时测流时放在一定的起点距上,由于水的冲力带动测点的位置都不在正确的起点距上了,不能代表该该点的流速因而产生误差。   测流时流向偏角对流速成果影响也很大,有流向偏角不改正,也会造成很大的误差,当流向偏角大10°时,就需加也改正。   水位涨落的引起的误差,由于施测流量时,如果水位有变化,使得放的测点位置代表性有误差,流速也随时间而变化产生误差。   停表的准确性也影响流速的准确性,信号应与停电记时配合程度的引起的误差。   2.2测速测点位置放置不当引起误差   在一般河流使用流速仪测流多采用一点法, 即在 0.6处水深位置测流, 但根据水流速分布规律特点可知, 一点法所测水流速不能完全代表测速垂线平均流速, 会产生一些误差。只有通过多点法测流与一点法测流分析比较, 一点法测流误差在允许范围内才能使用一点法 (见表 1)。另外当测流垂线不足时, 导致的垂线平均流速计算也会产生误差。   表 1 流速仪法单次流量测验允许误差         2.3岸边流速系数取值引起误差   岸边流速系数是岸边垂线平均流速推算岸边部分平均流速的一个折算系数, 根据 GB50179-93 《河流流量测验规范》规定, 岸边流速系数可根据表 2取值:   在实际测流中, 由于岸边系数与渠道的断面形状、渠边糙率、水流形态及水边宽等情况有关, 特别是防渗渠道直接应用表中系数值误差就会较大, 因渠道属光滑水泥砌面, 经在灌渠梯形断面实测分析得到岸边流速系数值在 0. 8 – 0.89之间, 比上述表中 0.67- 0.75值要大, 说明不加分析直接应用规范岸边系数值会产生系统误差, 偏差在 2 % - 3 %之间。   表 2 岸边系数 A值         2.4 断面选择不当引起误差   流速仪法测流因断面选择不当会对流量产生较大影响, 如选择在水库、堰阐较近处就会受水流脉动影响, 水流波幅较大, 对观读水尺也有影响, 水流会产生脉动现象。如选择冲淤变化大的断面测流,若流量测验随着主流摆动的方向进行施测测量成果就会偏大。选择不标准河道断面也会影响流速测验。应选择水流平稳集中, 且其顺直段长度不小于河 (渠 ) 水面宽的 3- 5倍的断面。测流断面应远离堰、闸较远距离。

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