水文橋測車使用及維護(hù)方法

□吳海林 □蘇覺明 □潘向東 □王大志(河南省信陽水文水資源勘測局)

一、引言

自“九五”、“十五”以來，河南省持續(xù)進(jìn)行了水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程，水文測驗(yàn)設(shè)施設(shè)備得到了較大的更新發(fā)展，“九五”、“十五”期間共配備水文橋(巡)測車24輛，這些橋測車分布在具備橋(巡)測條件的各水文站，在每年的防汛抗旱水文測報(bào)中發(fā)揮著重要的作用。筆者所在水文站于2000年3月引進(jìn)1臺(tái)HFJ1010G型水文橋測車，該橋測車每年實(shí)測流量達(dá)120次以上，至今已運(yùn)行了9年，雖然車輛已達(dá)報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，但除了整車的機(jī)械、電路部分老化外，沒有特別大的故障，至今仍在防汛抗旱測報(bào)一線發(fā)揮作用。

在實(shí)際應(yīng)用中筆者深深體會(huì)到：只有掌握養(yǎng)護(hù)和故障排除方法，才能延長橋測車的使用壽命；只有掌握正確的測流方法，才能提高水文橋測車測量精度；只有遵守一定的操作規(guī)程，才能保證運(yùn)行安全。

二、橋測運(yùn)行過程及測流基本原理

橋測車運(yùn)行過程：車輛行駛到待測流量斷面的某一定點(diǎn)，將安裝有流速儀等儀器的鉛魚，從橋上的水文橋測車內(nèi)施放到橋下河水中，并在預(yù)先設(shè)置的若干個(gè)測點(diǎn)上進(jìn)行流速測驗(yàn)，測驗(yàn)完畢后做逆動(dòng)作，再將鉛魚回收到水文橋測車中，然后到達(dá)下一定點(diǎn)重復(fù)以上動(dòng)作。

橋測車測流原理：通過對過水?dāng)嗝嫔先舾筛鶞y線上若干個(gè)測點(diǎn)的流速測量和斷面測量，推算出斷面流量的測驗(yàn)方法。

三、水文橋測系統(tǒng)的維護(hù)

（一）橋測車輛的維護(hù)與保養(yǎng)

水文橋測車行駛一定里程后，需要對車輛進(jìn)行保養(yǎng)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油更換、空氣濾芯器更換、蓄電池液位檢查、制動(dòng)液量泄漏檢查、制動(dòng)性能檢查與調(diào)整等，深入、細(xì)致的保養(yǎng)可以使車輛保持的最佳狀態(tài)，延長其使用壽命。

（二）水文絞車的維護(hù)與保養(yǎng)

對絞車鋼索經(jīng)常擦黃油，維持其潤滑狀態(tài)，進(jìn)行絞車制動(dòng)性能與調(diào)整檢查，絞車手柄合口磨損檢查，卡口螺絲與調(diào)整檢查，絞車電動(dòng)機(jī)與電線檢查，計(jì)數(shù)器裝置的檢查，蓄電池液位與補(bǔ)充檢查，對活動(dòng)齒輪和鏈條潤滑檢查，信號接收是否正常檢查等。

（三）測流儀器的維護(hù)與保養(yǎng)

在每次使用流速儀之前，必須檢查儀器有無污損、變形，儀器旋轉(zhuǎn)是否靈活及接觸絲與信號是否正常等情況。

流速儀在每次使用后，立即按儀器說明書規(guī)定的方法拆洗干凈，并加儀器潤滑油；流速儀裝入箱內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)子部分懸空擱置；長期儲(chǔ)藏備用的流速儀，易銹部件，必須涂黃油保護(hù)；儀器箱放于干燥通風(fēng)處，并應(yīng)遠(yuǎn)離高溫和有腐蝕性的物質(zhì)，儀器箱上不應(yīng)堆放重物；儀器所有的零附件及工具，隨用隨放回原處；儀器說明和檢定圖表、公式等應(yīng)妥善保存。

四、提高水文橋測車測量精度

（一）斷面布設(shè)

天然河道流速橫向分布一般受河道斷面形狀影響，與斷面形狀基本一致。橋測斷面由于受橋墩壅水和亂流紊動(dòng)的影響，流速橫向分布會(huì)發(fā)生變化，與天然河道有較大差別，因此在選擇測流斷面時(shí)，應(yīng)避開橋墩，減少橋墩對流速橫向分布的影響。測流斷面一般選擇在橋上游，橋上水流較橋下水流平穩(wěn)，流速儀較易控制，特別是堰閘，由于河底比降小，水流比較平穩(wěn)，最大流速一般在2.5m/s左右，橋上水流受橋墩影響小，壅水范圍一般在2m以上，橋上游距橋墩2m以上，受橋墩影響不明顯，流速分布趨于正常。

（二）測次布置

河道站流量測次與纜道、船測等常規(guī)測法相似，滿足推算逐日流量和各種特征值的要求，當(dāng)發(fā)生洪水時(shí)，增加測次，一般小洪水3～5次，大洪水5～7次，堰閘站每年選擇低中高水檢測5～10個(gè)測次。

（三）測速垂線布設(shè)

橋測斷面應(yīng)布設(shè)多少條垂線，布設(shè)在何種部位，根據(jù)橋梁類型、墩型、孔數(shù)及橋測斷面形狀綜合考慮。信陽轄區(qū)內(nèi)公路橋一般為鋼筋混凝土并柱墩板梁橋，橋墩直徑1m，單孔寬20m左右，邊孔不盡相同，橋孔流速分布呈扁平形，橋孔中心一帶流速差別不大，接近橋墩處有規(guī)律地偏小，應(yīng)結(jié)合橋孔數(shù)布設(shè)測速垂線；孔數(shù)較多的橋梁(＞8孔)，對應(yīng)于橋孔中央，每孔布設(shè)1條測速垂線；孔數(shù)較少的橋，對稱于橋孔中央布設(shè)2～3條垂線，測速垂線一般應(yīng)避開橋墩兩側(cè)漩渦5m左右。此外，可在全斷面最大水深處布設(shè)1條測速垂線，控制最大流速，提高測驗(yàn)精度。有些站點(diǎn)為單孔橋(涵)，可適當(dāng)加密垂線，按每條垂線控制總面積的20%～30%布設(shè)，一般采用3條，按橫向1/4、1/2、3/4的位置布設(shè)。

（四）測點(diǎn)位置控制及布設(shè)

熟練掌握汽車駕駛技術(shù)，橋測車準(zhǔn)確到達(dá)測速垂線位置，做到不偏不離，手動(dòng)(電驅(qū))操作絞車熟練，使鉛魚精確到達(dá)測點(diǎn)位置，保證測點(diǎn)在三維空間位置的準(zhǔn)確性。

大量野外及室內(nèi)模型實(shí)驗(yàn)表明，橋下及附近水流結(jié)構(gòu)復(fù)雜，垂向流速分布不同于天然河道水流，以兩點(diǎn)法(0.2、0.8水深)測速誤差最小。因此，在橋測方案中，一般采用兩點(diǎn)法測速，特殊原因無法用兩點(diǎn)法時(shí)，可采用水面、0.2或0.6一點(diǎn)法，用水面、0.2還是0.6一點(diǎn)法，可根據(jù)各站的具體情況通過實(shí)測資料分析確定，并率定出水面、0.2或0.6一點(diǎn)法垂線平均流速系數(shù)。經(jīng)實(shí)測資料分析，橋測一點(diǎn)法垂線平均流速系數(shù)K0.6一般取0.95～0.99，K0.2一般取 0.91～0.99。

（五）水深測量控制

水深是關(guān)系測量精度重要因素之一，通過實(shí)測或借用上次測量成果，推算測點(diǎn)位置，汛期的第一場洪水，往往攜帶漂浮物較多，鉛魚需頻繁提出水面，容留在水中時(shí)間短，不適宜實(shí)測水深，當(dāng)洪水漲率大、流速大時(shí)，為了降低測流時(shí)間延長和測深垂線的偏移帶來的誤差，也不適宜實(shí)測水深。為了保證借用水深的準(zhǔn)確性，一場洪水過程過后，立即組織測站人員實(shí)施精確的斷面測量，隨時(shí)掌握斷面的沖淤變化情況。

五、安全注意事項(xiàng)

（一）車輛、人員安全警示要求

橋測車到達(dá)測點(diǎn)位置并停穩(wěn)后，車前車后放置警示標(biāo)志，由專人提醒公路上行駛的車輛減速并注意避讓，最大限度的保證橋測車和測量人員的安全，夜間測流人員應(yīng)身著反光標(biāo)志服裝。

（二）絞車操作要求

鉛魚下放入水要平穩(wěn)，手動(dòng)操作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)絞關(guān)要穩(wěn)，保持平穩(wěn)緩和下滑至測點(diǎn)位，測量過程中，密切關(guān)注上游漂浮物，當(dāng)漂浮物來臨時(shí)，鉛魚及時(shí)提出水面規(guī)避，提升動(dòng)作要快速，萬一大的漂浮物掛住鉛魚出現(xiàn)危急情況，果斷用配備的安全斧斬?cái)鄳业蹉U魚的鋼絲，保證車輛不發(fā)生傾覆和保證車上人員安全。

（三）計(jì)數(shù)裝置使用要求

橋測車停至測點(diǎn)位置后下放鉛魚時(shí)，注意計(jì)數(shù)器數(shù)字變化是否正常，計(jì)數(shù)器是橋測車上易損部件，下放鉛魚速度過快易導(dǎo)致計(jì)數(shù)器內(nèi)部零部件結(jié)構(gòu)性損壞，如果發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器跳動(dòng)的數(shù)字異常時(shí)，要重新復(fù)零和重新計(jì)量水面位置。

六、結(jié)語

注意上述事項(xiàng)，可一定程度地延長橋測車的使用壽命，提高水文橋測車測量精度，保證測流人員的安全，使水文橋測在防汛測報(bào)工作中發(fā)揮更大的作用。筆者所在水文站在橋測方面取得了初步的、較好的成果，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，做出了有益的探索，今后，還需從多個(gè)方面對橋測先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐，摸索出更加有效的方法，進(jìn)一步用好橋測車，發(fā)揮其更大的測流潛力。

[1]嚴(yán)義順.水文測驗(yàn)學(xué)[M].南京：河海大學(xué)出版社，2002.

[2]陳豐倉，趙虹.橋測技術(shù)在平頂山水文局巡測中的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào)，2009（04）.