幾種新型儀器在水文測驗中的應(yīng)用分析

【摘要】新型儀器應(yīng)用于水文測驗工作中，有效提高了水文測驗工作效率和工作質(zhì)量。與傳統(tǒng)測驗儀器和測驗技術(shù)相比，新型儀器的優(yōu)勢不可比擬，新形勢下只有完全展現(xiàn)出新型儀器優(yōu)勢，才能實現(xiàn)提高水文測驗工作整體水平的重要目標(biāo)。本文主要從幾項基礎(chǔ)水文測驗工作出發(fā)，討論與之相應(yīng)的水文測驗儀器和測驗技術(shù)，促使水文測驗最終目標(biāo)的實現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】新型儀器；水文測驗；應(yīng)用

前言

水文測驗工作內(nèi)容主要包括流速觀測、水位觀測、波浪觀測、含沙量分析以及級配分析等，各項分布水文測驗工作質(zhì)量好壞直接關(guān)系著水文測驗工作整體質(zhì)量的高低。在水文工作全面開展的時候，只有做好各環(huán)節(jié)的測驗工作，確保各環(huán)節(jié)測驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，確保水文整編資料的有效性，才能保證水文測驗公的質(zhì)量。而水文測驗各個環(huán)節(jié)都依賴相應(yīng)的測驗儀器和技術(shù)，只有充分展現(xiàn)出水文測驗儀器和設(shè)備的重要性，才能為水文測驗質(zhì)量的提高奠定堅實的基礎(chǔ)。尤其是隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得水文測驗儀器不斷更新，水文測驗新技術(shù)也大量涌現(xiàn)出來，一方面為水文測驗工作注入了新的生命力，另一方面也為水文測驗工作帶來了問題。如何把握新技術(shù)和新型儀器的優(yōu)勢，提高水文測驗工作質(zhì)量成為當(dāng)前水文部門研究的重要課題。

一、水位觀測常用儀器

水位觀測是水文測驗工作的基本內(nèi)容之一，在過去很長一段時期，水位測驗工作中，水文站點(diǎn)均是人工觀測水位，人工工作量比較大，且容易受天氣條件等自然因素的影響，使得水位測驗結(jié)果出現(xiàn)誤差，對實現(xiàn)水文測驗工作最終目標(biāo)形成了極為不利的影響作用。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得水位觀測儀器也在不斷更新。目前，我國水位觀測工作中普遍使用的觀測儀器分別為浮子式水位計、壓力水位計以及超聲波水位計。其中，浮子式水位計的工作原理是利用浮子感應(yīng)水位，而壓力式水位計的工作原理是通過測量傳感器處的靜水壓力，觀測水位。其超聲波水位計則是通過測量超聲波從水面反射到返回中間的時間間隔，從而得出具體水位。

實際水位觀測中，浮子式水位計在使用中存在一定的問題，主要是因為測井會因為流水中的泥沙造成水位滯后，造成水位誤差。為了確保水位觀測的準(zhǔn)確性和可靠性，就需要定期清除測井中淤積的泥沙。通過對三種水位觀測儀器的比較發(fā)現(xiàn)，浮子式水位計、壓力式水位計以及超聲波水位計各有其優(yōu)劣勢，由于超聲波水位計的結(jié)構(gòu)比較簡單，性能也更加可靠，所以更應(yīng)該廣泛應(yīng)用于水位觀測。而在水位觀測中使用超聲波水位計，必須明確其工作原理，即通過測量超聲波從水面反射到返回中間的時間間隔，根據(jù)聲速計算距離，從而得出具體水位?？傊?，只有選擇合適的水位觀測儀才能確保水位觀測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

二、流速觀測常用儀器

水文測驗工作中，傳統(tǒng)流速測驗方法主要是通過在河道斷面上布設(shè)垂線，且在不同深度施放傳統(tǒng)的流速觀測儀，從而測定出流速的分布情況。傳統(tǒng)流速測驗儀器的缺點(diǎn)是測點(diǎn)有限、數(shù)據(jù)獲取復(fù)雜、工作量大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，更多的流速觀測儀被應(yīng)用到流速測驗工作中，取代了傳統(tǒng)的流速測驗方法，也有效提高了流速測驗結(jié)果的精準(zhǔn)度。目前，使用最為廣泛的流速觀測儀器為聲學(xué)儀器ADCP，這種流速觀測儀器在水文測驗工作中的應(yīng)用，很好的解決了傳統(tǒng)流速觀測存在的問題。

主要是因為聲學(xué)儀器ADCP的工作原理是利用多普勒效應(yīng)進(jìn)行測量。利用這種流速觀測儀器測流速，它的換能器發(fā)射脈沖，而脈沖遇到水體中懸浮物質(zhì)后產(chǎn)生回波信號，由于水中懸浮物質(zhì)會隨著水流而移動，這就導(dǎo)致回波信號頻率與發(fā)射頻率存在誤差，通過計算這個誤差就可以計算出準(zhǔn)確的流速。

與傳統(tǒng)流速觀測儀器不同，聲學(xué)儀器ADCP具有明顯的優(yōu)勢。它的測量速度更快，可以通過對河道斷面的同步測量，以及時空分布頻率，獲取三維流速信息，消除流速測量對水體的干擾，確保流速觀測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。但由于聲學(xué)儀器ADCP也受河流含沙量、河床底部泥沙運(yùn)動等因素的影響，所以為了降低這些因素對流速觀測結(jié)果的影響作用，可以適當(dāng)利用GPS技術(shù)予以改進(jìn)，最大限度提高流速觀測結(jié)果的精準(zhǔn)度，實現(xiàn)流速觀測的重要作用。

三、波浪測驗常用儀器

波浪測驗在水面交通運(yùn)輸、河流開發(fā)等方面發(fā)揮著極為重要的作用，目前，可以使用的波浪測驗方法非常多，例如立體攝影法、雷達(dá)測波法、光學(xué)測波法、聲學(xué)式測波法以及目測法等，每一種測驗方法都具有各自的優(yōu)劣勢，只有根據(jù)具體情況采用適宜的測驗方法，才能最大限度減小波浪測驗的誤差，提高波浪測驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。目測法是傳統(tǒng)波浪測驗中普遍使用的方法，主要是因為這種方法非常便利，不需要過多的設(shè)備和儀器，但采用這種方法對觀測人員的專業(yè)水平要求比較高。而且這種波浪測驗方法容易受到惡劣天氣等自然因素的影響，當(dāng)前波浪測驗工作中為了確保測驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)該盡量避免使用這種測驗方法。聲學(xué)儀器是水文測驗工作中極為重要的儀器和方法，一般應(yīng)用于流速測驗工作中，但由于聲學(xué)測量方法的綜合性，也可以將其應(yīng)用于波浪測驗工作中，在波浪測驗工作中，聲學(xué)測波法的工作原理是通過矢量合成的方法對波浪進(jìn)行測量。但這些波浪測驗方法也存在一些缺陷，在實際波浪測驗工作中，就需要依據(jù)采用的波浪測驗方法，盡量規(guī)避這些去缺陷的存在，確保波浪測驗結(jié)果的有效性。

結(jié)束語

總之所述，新型儀器在水文測驗工作中的應(yīng)用，對提高水文測驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性發(fā)揮出極為重要的作用。水文測驗工作中，為了確保測驗結(jié)果的有效性，就必須結(jié)合實際情況選擇合適的測驗方法和測驗儀器。

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