吳振巖， 單志學(xué)

（承德水文水資源勘測局，河北 承德 067000）

水文纜道使用改進(jìn)方法

吳振巖， 單志學(xué)

（承德水文水資源勘測局，河北 承德 067000）

2002年承德水文水資源勘測局先后為5處水文站更換纜道測流設(shè)備,新設(shè)備的使用給水文工作帶來極大方便，但也遇到了雷擊等一些問題，通過多年的維護(hù)、維修，現(xiàn)將需要改進(jìn)的地方加以說明，供今后在水文纜道的使用方面加以分析運用。

水文；纜道；改進(jìn)；方法

1 引言

測流設(shè)施是對河流流量、流速、面積等水文信息進(jìn)行測量的主要工具，水文纜道測流是水文測站常用測量方法，根據(jù)河道不同，分為大河纜道和小河纜道。控制臺是水文纜道的指揮控制中心，一旦出現(xiàn)問題影響測驗成果的及時傳輸上報，影響測驗精度的因素主要是機(jī)械部分和電子傳輸部分。本文以韓家營水文站使用的大河纜道為例，對水文纜道設(shè)備使用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，提出改進(jìn)方法。

2 水文纜道區(qū)別

承德市共有水文纜道7處，其中小纜道2處。小河纜道采用的是循環(huán)索與升降索獨立，受設(shè)在上游的拉偏索牽引控制測桿與水面垂直測流。大河纜道是采用循環(huán)索與升降索使用一根索，利用配重索調(diào)節(jié)循環(huán)索長度方法控制測流鉛魚升降實現(xiàn)測流，拉偏索與小纜道方式相同。

3 測站基本信息

韓家營水文站坐落在河北省承德市雙塔山鎮(zhèn)大龍廟村西北約1000m處，東經(jīng)117°44'北緯40°58'集水面積6787km2。流經(jīng)河流伊遜河順直河段長500m，左岸為村級公路，右岸為耕地，基下1000m匯入灤河，高水時受灤河水頂托影響。河床由沙壤土、細(xì)沙組成，斷面沖淤變化較大，水位流量關(guān)系不穩(wěn)定。（見右圖）

4 測流設(shè)施

4.1 流速儀測流纜道

位置：基本水尺斷面上游1.0m建成日期：2003年10月。

兩岸支架結(jié)構(gòu)型式：左右岸均為鋼塔支架高度：左岸7.9m，右岸13.72m。

測驗河段平面圖

主索直徑：18.5mm循環(huán)索直徑：4.2mm起重索直徑：4.2mm 跨度：228m。

拉偏索直徑：4.2mm鉛魚重量：100kg。

絞車型式：HY-300型水文纜道絞車驅(qū)動類型：手搖、電動。

設(shè)計速度：水平驅(qū)動：705cm/s調(diào)速情況：變頻調(diào)速。

垂直升降：353cm/s調(diào)速情況：變頻調(diào)速。

操作室結(jié)構(gòu)型式：磚混結(jié)構(gòu)面積：7.55×4.15m面積：31.3m2。

設(shè)計測洪能力：最大流量：400m3/s。

5 使用問題

機(jī)器部分：由于斷面跨度遠(yuǎn)，如果單獨架設(shè)升降索，纜車運行軌道中升降索距離越遠(yuǎn)，懸索垂度越大，進(jìn)而影響測流精度。現(xiàn)在普遍做法是循環(huán)索與升降索共用一索，在控制臺調(diào)整鉛魚高度進(jìn)行測流時，由于循環(huán)索在上下循環(huán)輪上受牽引力的變化，使得測流過程中，懸索下降和上升時流速儀會發(fā)生向河右岸或河左岸移動。在大河測流中一些滑動影響對流量成果影響不大，但承德河流都屬中小河流，移動所帶來的誤差還是比較明顯的。現(xiàn)在纜道使用的拉偏索利用的是單滑輪固定在主索上，當(dāng)儀器在前進(jìn)和后退時，由于滑輪在主索上受摩擦力的影響與主索經(jīng)常出現(xiàn)一定夾角，導(dǎo)致儀器運動時，經(jīng)常是向前走一段后拉偏索才向前運動一段，不能夠時時跟進(jìn)。一般測站采取的方法是將拉偏索松開一點，這樣儀器可以運行正常，但是，由于承德屬于喀斯特地貌，河流普遍流速較高，當(dāng)遇到較大洪水時，在大流速影響下，拉偏索不夠緊，會使流速儀測深索向下游發(fā)生較大偏移，直接導(dǎo)致所測水深偏深。

電子部分：纜道安裝原有的信號是利用河底信號發(fā)生器將水面信號、水深信號、河底信號、流速信號通過循環(huán)索與大地形成的回路將數(shù)字信號傳回控制臺，供流速表進(jìn)行測算。水平信號和水深信號是利用編碼器將絞車驅(qū)動的信號傳遞到水平表和水深表進(jìn)行統(tǒng)計。由于采用索道傳遞信號，當(dāng)遇到雷擊時容易造成設(shè)備損壞，影響測流工作。整個控制系統(tǒng)所用配件很多既要配備獨立電源又要使用獨立顯示屏，利用電腦編制程序進(jìn)行控制，通過USB接口進(jìn)行輸出，設(shè)備零散，給使用維修帶來不便。

6 解決方法

機(jī)器部分方法：索道前后移動的解決方法：索道前后移動主要是受循環(huán)索影響，水平運動行車架這個滑輪在升降作業(yè)時候不能有效控制，產(chǎn)生滑輪轉(zhuǎn)動導(dǎo)致索道發(fā)生移動，從而影響測點垂線精度造成的。解決辦法是在控制滑輪上安裝碟剎片，利用電子牽引器在控制臺上控制牽引器啟動剎車功能，這樣，保證了當(dāng)控制臺進(jìn)行水平作業(yè)時牽引器不工作，當(dāng)進(jìn)行升降作業(yè)時，啟動牽引器鎖定滑輪，保證升降作業(yè)，如同獨立一根升降索一樣，使得流速儀不偏移測點。為防止操作時鎖死過程還進(jìn)行水平移動操作，將牽引器控制開關(guān)與水平開關(guān)利用接觸器進(jìn)行分離，一次只能進(jìn)行一種操作。拉偏索運行卡主要是由于單滑輪與索之間存在夾角，影響正常運行造成的，解決辦法是增加滑輪數(shù)量利用T型或者Y型架牽引拉偏索的方法。將拉偏索設(shè)置好合適的長度（根據(jù)拉偏索與主索間距）索道運行流暢了，測流時測點精度就能提高。

電子部分的解決方法：我對此設(shè)備進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，設(shè)備使用的數(shù)字信號無線發(fā)射接收器體積不大，還能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制接收功能，考慮到使用纜道的測量維修方便，我建議利用筆記本提供電源對發(fā)射接收機(jī)進(jìn)行供電。將接收及發(fā)射控制指令制作成筆記本程序進(jìn)行控制，通過USB接口進(jìn)行供電及數(shù)據(jù)交換控制作業(yè)。制作成類似優(yōu)盤的發(fā)射接收機(jī)的好處是攜帶方便，省去了獨立電源供應(yīng)，減少了數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出，直接通過電腦就可以進(jìn)行計算,不用使用更大的固定安裝臺外接天線等設(shè)備，這樣，一方面，可以有效防雷，另一方面，因為采用設(shè)備小，攜帶使用方便，如果設(shè)備出現(xiàn)使用問題，維修更換也是很方便的。還有一個優(yōu)點是測驗人員能夠盡可能靠近河邊進(jìn)行測量，測驗精度大大提高，對河流水情進(jìn)行實時監(jiān)控，節(jié)省了測驗的時間及水情控制遮擋物等對測流的影響。

7 結(jié)論

隨著新技術(shù)的普及，水文測驗設(shè)施近年來更新速度比較快，好多設(shè)備都需在使用中發(fā)現(xiàn)問題，從而逐步解決問題。水文纜道測流是洪水流量測驗方法的發(fā)展方向，經(jīng)過本文改進(jìn)的纜道使得測流誤差更小，測驗精度將會大大提高，設(shè)備運轉(zhuǎn)也會更加精確、靈活，進(jìn)而使纜道測流在水文測驗中發(fā)揮更大的作用。

[1]河北承德韓家營水文站工作手冊[Z].

[2]成大先主編.機(jī)械設(shè)計手冊（第4卷）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

[3]中華人民共和國河流流量測驗規(guī)范[Z].

K928

A

2095-3763（2012）02-0027-02

2012-03-12

吳振巖（1975-），男，河北承德人，承德水文水資源勘測局助理工程師，從事水文水資源方面的工作。