河流流量测验规范

《河流流量测验规范》GB 50179-93 (摘录)

第五章 浮标法测流

第一节 一般规定

第5.5.1条 本规范规定的浮标法测流，包括水面浮标法、深水浮标法、浮杆法和小浮标法，分别适用于流速仪测速困难或超出流速仪测速范围的高流速、低流速、小水深等情况的流量测验。测站应根据所在河流的水情特点，按下列规定选用测流方法，制定测流方案。

一、当一次测流起讫时间内的水位涨落差，符合本规范第4.1.2条第三款的规定时，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的控制部位，应按流速仪法测流方案的测速垂线数及其所在位臵确定。多浮标测流方案中有效浮标横向分布的控制部位，应包含少浮标测流方案中有效浮标的控制部位在内。

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临时发生故障，或河中漂浮物过多，投放的浮标无法识别时，可用漂浮物作为浮标测流。

四、当测流断面内一部分断面不能用流速仪测速，另一部分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适用于低流速的流量测验。测流河段应设在无水草生长、无乱石突出、河底较平整、纵向底坡较均匀的顺直河段。

六、小浮标法测流，宜用于水深小于0.16m时的流量测验。当小水深仅发生在测流断面内的部分区域时，可采用小浮标法和流速仪法联合测流。

七、风速过大，对浮标运行有严重影响时，不宜采用浮标法测流。 第5.1.2条 采用浮标法测流的测站，浮标的制作材料、型式、入水深度等规格本站必须统一。浮标系数应经过试验分析，不同的测流方案应使用各自相应的试验浮标系数。当因故改用其他类型的浮标测速时，其浮标系数应另行试验分析。

第5.1.3条 数的确定和选用,应符合下列规定.

一、根据试验资料确定的浮标系数，应按本章第六节的规定进行校测。校测的试验次数应不少于10次.校测结果宜用学生氏（ｔ）检验法进行检验。当原采用的浮标系数与校测样本有显著性差异时，应重新进行浮标系数试验，并采用新的浮标系数。

二、根据经验确定的浮标系数，应按本章第六节的规定进行浮标系数试验，确定本站的浮标系数。

三、需要使用浮标法测流的新设测站，自开展测流工作之日起，应同时进行浮标系数的试验，宜在二至三年内试验确定本站的浮标系数。在未取得浮标系数试验数据之前，可借用本地区断面形状和水流条件相似、浮标类型相同的测站试验的浮标系数，或者根据测验河段的断面形状和水流条件，在下列范围内选用浮标系数。

1.一般情况下：湿润地区的大、中河流可取0.85～0.90，小河可取0.75～0.85；干旱地区的大、中河流可取0.80～0.85，小河可

取0.70～0.80。

2.特殊情况下：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的测验河段，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改变时，应重新进行浮标系数试验，并采用新的浮标系数。

第5.1.4条 对断面比较稳定和采用试验浮标系数的测站，均匀浮标法单次流量测验的允许误差，不应超过表5.1.4的规定。

均匀浮标法单次流量测验允许误差表5.1.4

注：对断面冲淤变化较大或采用经验浮标系数的测站，浮标法单次流量测验的允许误差，应根据实际情况加以研究确定。

第5.1.5条 均匀浮标法测流方案的选择，应采用本规范表

5.1.4的允许误差范围为控制精度，并按本规范第七章的均匀浮标法各分量随机不确定度对均匀浮标法测流总随机不确定度的估算，分析确定有效浮标的个数。每个浮标的控制部位，应符合本规范第5.1.1条第一款的规定。

第5.1.6条 浮标法测流应包括下列内容：

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、下断面间的运行历时，测定每个浮标流经中断面线时的位臵。

三、观测每个浮标运行期间的风向、风力（速）及应观测的项目。

四、施测浮标中断面面积。

五、计算实测流量及其他有关统计数值。

六、检查和分析测流成果。

第二节 水面浮标法

第5.2.1条 水面浮标的制作应符合下列规定：

一、浮标入水部分，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。浮标的入水深度，不得大于水深的1/10。浮标制作后宜放入水中试验。

二、浮标露出水面部分，应有易于识别的明显标志。

第5.2.2条 采用水面浮标测流的测站，宜设臵浮标投放设备。浮标投放设备应由运行缆道和投放器构成，并应符合下列规定：

一、投放浮标的运行缆道，其平面位臵应设臵在浮标上断面的上游一定距离处，距离的远近，应使亡放的浮标，在到达上断面之前能转入正常运行，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单、牢固、操作灵活省力，并应便于连续投放和养护维修。

三、没有条件设臵浮标投放设备的测站，可用船投放浮标，或利用上游桥梁等渡河设施投放浮标。

第5.2.3条 水面浮标的投放方法应符合下列规定：

一、用均匀浮标法测流，应在全断面均匀地投放浮标，有效浮标的控制部位，宜与测流方案中所确定的部位一致。在各个已确定的控制部位附近和靠近岸边的部分均应有个浮标。

浮标的投放顺序，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的边界以内，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。浮标位臵邻近，运行正常，最长和最短运行历时之差不超过最短历时10%的浮标应有2-3个。

四、当采用漂浮物浮标法测流时，宜选择中泓部位目标显著，且和浮标系数试验所选漂浮物类似的漂浮物3-5个测定其流速。测速的技术要求，应符合中泓浮标法测流的有关规定。漂浮物的类型、大小、估计的出水高度和入水深度等，应详细注明。

第5.2.4条 浮标运行历时的测记和浮标位臵的测定，应符合下列规定：

一、断面监视人员必须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、下断面线的讯号时，及时开启和关闭秒表，正确读记浮标的运行历时，时间读数精确至0.1s。当运行历时大于１００s时，可精确至1s。

三、仪器交会人员应在收到浮标到达中断面线的讯号时，正确测定浮标的位臵，记录浮标的序号和测量的角度，计算出相应的起点距。

浮标位臵的观测，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个浮标以后，将仪器照准原后视点校核一次，当判定仪器位臵未发生变动时，方可结束测量工作。

第5.2.5条 当采用水面浮标法测流时，宜同时施测断面。 测宽、测深的方法应符合本规范附录一的规定。当人力、设备不足，或水情变化急剧，同时施测断面确有困难时，可按下列规定选择断面：

一、断面稳定的测站，可直接借用邻近测次的实测断面。

二、断面冲淤变化较大的测站，可抢测冲淤变化较大部分的几条垂线水深，结合已有的实例断面资料，分析确定。

第三节 深水浮标和浮杆法

第5.3.1条 深水浮标和浮杆的制作，应符合下列规定：

一、深水浮标应由上、下两个浮标组成。上浮标的直径应为下浮标直径的1/4-1/5；下浮标的比重应大于水的比重，并应使上浮标在运行中能经常漂露在水面上。

二、浮杆应由互相套接的两部分做成，并应能上下滑动，能根据测速垂线水深的大小调整浮杆的长度。浮杆露出水面部分应为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，应放入水中试验，当不合要求时，可增减下浮标和浮杆下部所系重物的重量进行调整，直至符合要求为

止。

第5.3.2条 深水浮标和浮杆法测流的测速方法和技术要求应符合下列规定：

一、应在测流断面上、下游用标志尺分设上、下两个等间距的标志断面。各个标志断面应互相平行并垂直于水流的平均流向。上、下标志断面之间的距离。可取2-3 cm。

二、测速垂线应与同水位级流速仪法测流的固定测速垂线数相同。当横向流速的变化较大，或者波动较大，固定的测速垂线不能控制横向流速的变化时，应适当增加测速垂线。每条测速垂线应在测速前实测水深。

三、使用深水浮标测速，当水深大于0.5m时，可在相对水深0.2和0.8两处测速；当水深小于0.5m时，可在相对水深0.6处测速.测点深度的计算，应为自水面至下浮标中心的距离。当使用浮杆测速时，浮杆的入水深度应为测速垂线水深0.9-0.95的倍，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.运行总历时不得少于20s。个别流速大的点线，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次测速的结果，其中最长历时与最短历时之差不得超过最短历时的10%，当超过10%时，应增加施测次数，并应选用其中符合上述要求的3次测速记录作为正式成果。

第四节 小浮标法

第5.4.1条 小浮标的制作，宜采用厚度为1-1.5cm的较粗糙的木板，做成直径为3-5cm的小圆浮标。

第5.4.2条 测流断面的布设，可在测流断面上、下游设立两个等间距的辅助断面，上、下断面的间距不应小于2.0m，并应与中断面平行且距离相等，当原测流断面处的河段不适合于小浮标测流时，应另设临时测流断面临时设立的测流断面与原测流断面之间，不得有内水分出和外水流入，并应和水流的平均流向垂直。

第5.4.3条 小浮标测流应符合下列规定;

一、测流时必须同时实测测流断面。

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

三、浮标通过测流鱿面的位臵，可用临时断面索测读或皮尺直接测量。

四、每个浮标的运行历时应大于20s，当个别流线的流速较大时，不得小于10s。当多数浮标的运行历时小于10s，而又受到水深的限制，不能用流速仪测速时，应适当增长上、下辅助断面的间距，使浮标运行历时不小于10s。

五、每条测速流线应重复施测两次。两次运行历时之差，不得超过最短历时的10%，当超过10%时,应增加施测次数,并应选取其中两个浮标运行历时之差在10%以内者用为正式成果。

第五节 其他项目观测

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。当测流过程可能跨越峰顶或峰谷时，应在峰顶或峰谷加测水位一次，并应按均匀分布原则适当增加测次，控制洪水的变化过程。比降水位的观测需符合本规范第4.5.2条的规定。

第5.5.2条 风力（速）的观测，应在每个浮标的运行期间进行。当风向、风力（速）变化较小时，可测记其平均值；当变化较大时，应测记其变化范围。

当用仪器观测风向、风速时，应将仪器臵放在能代表测流河段水面附近的风向、风速的地点进行观测。风向应依水流方向自右至左测记，平行于水流方向的顺风记为00，逆风记为1800，垂直于水流方向来自右岸的记为900，来自左岸的记为2700。

当目测风力、风向时，可按国家现行标准《水位观测》的规定测记。

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、下游附近的漫滩、分流、河岸决口、冰坝壅塞、支流、洪水等情况均应进行观察和记录。

第六节 浮标系数的试验和确定

第5.6.1条 水面浮标系数的试验，有条件比测试验的测站，应以流速仪法测流和浮标法测流进行比测试验；无条件比测试验的测站，可采用水位流量关系曲线法和水面流速系数法确定浮标系数。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 水面浮标系数的试验，关系曲线不应过多外延。并应逐年积累资料，增大比测试验的水位变幅。高水部分应包括不同水位和风向、风力（速）等情况的试验资料，试验次数应大于20次.

第5.6.3条 水面浮标系数的比测试验，应符合下列规定：

一、对各种浮标法测流方案的浮标系数，应分别进行试验分析。

二、浮标法测流的时间，应放在流速仪法测流时间的中间时段。当受条件限制，不能放在中间时段时，应在多次试验中的涨、落水面分别交换流速仪测流和浮标法测流的先后次序，且交换的次数宜相等。

三、断面浮标系数的比测试验，各有效浮标在横向上的控制部位，应和流速仪各测速垂线的布设位臵彼此相应。当从多浮标、多测速垂线的比测试验资料中抽取各种有限浮标数和相应的有限测速垂线数的测验成果，计算各种试验方案的浮标系数时，必须按各种试验方案所选用的有限浮标数，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，反复查读不同抽样方案的虚流速。

四、中泓浮标系数和漂浮物浮标系数的试验，宜按高水期流速仪法测流所选用的一种测流方案作对比试验，并可与断面浮标系数的试验结合进行。当其他时间用流速仪法测流，遇有可供选择的漂浮物，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的比测试验有困难时，可采用代表垂线进行浮标系数的试验分析。试验方法和技术要求，应符合下列规定：

1.根据流速仪实测流量资料，可建立1-3条代表垂线平均流速的平均值和断面平均流速的关系曲线，并选用其中一条最佳关系曲线确定代表垂线对于不同测流方案的浮标系数，应分别确定各自的代表垂线。

2.在选用的代表垂线上，应采用流速仪施测垂线平均流速，并通过已定的关系曲线转换为断面平均流速。并应按均匀浮标法和中泓、漂浮物浮标法测流的有关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条的规定计算代表垂线法的浮标系数.

3.代表垂线法试验得出的浮标系数，应与断面浮标系数或中泓、漂浮物浮标系数的试验成果一起进行综合分析。当变化趋势与测站特性相符时，可作为正式试验数据使用。

4.高水期代表垂线位臵随水位变动频繁的站，不宜采用代表垂线法试验浮标系数。

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围内确定。浮标虚流量应采用实测值，断面流量应以浮标法测流的相应水位在水位与流速仪法流量测点的关系曲线上查读。并应符合下列规定：

一、分析断面浮标系数时，应根据浮标流量测点有效浮标的控制部位，并应选用测速垂线分布与之对应的流速仪法流量测点，按不同的测流方案分类绘制不同方案的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的

一种测流方案的流量测点绘制水位流量关系曲线查读断面流量。

三、对于不同形式的水位流量关系曲线，应按下列规定查读断面流量：

1.水位流量关系为单一曲线的测站，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的测站，应在与浮标测点同一时期的曲线上查读流量。

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

第5.6.5条 浮标系数试验分析的资料，应分类进行整理，并应考虑空气阻力对浮标系数的影响。并可建立浮标系数与有关因素的关系，绘制成关系图、表查用。有关因素的选用，应由测站根据实际情况确定。

第5.6.6条 采用水面流速系数的试验资料间接确定浮标系数，应符合下列规定：

一、断面平均水面流速系数的试验，测速垂线的布设应结合浮标法测流方案中有效浮标横向分布的控制部位确定。

二、中泓水面流速系数的试验，宜按高水期所选用的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的试验方法确定水面流速系数。试验的方法和要求应符合下列规定：

1.应采用流速仪有水面流速测验的实测流量资料，建立1-3条垂

线水面流速系数的平均值与断面平均水面流速系数的关系曲线，及1-3条垂线平均流速的平均值与断面平均流速的关系曲线，分别选取其中一条最佳关系曲线确定其代表垂线。对于不同的测流方案，应分别确定各自的代表垂线。

2.断面平均水面流速系数的试验，应在选定的代表垂线上，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，通过关系曲线的转换，即得断面平均水面流速系数。

3.中泓水面流速系数的试验。应采用流速仪在选定的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.代表垂线法试验得出的水面流速系数，应与断面平均水面流速系数或中泓水面流速系数的试验成果一起进行综合分析，当变化趋势与测站特性相符时，可作为正式试验数据使用。

5.高水期代表垂线位臵随水位变动频繁的站，不宜采用代表垂线法试验水面流速系数。

四、水面流速系数用于浮标法测流的流量计算应通过河槽改正系数Kw按下列要求转换为相应的浮标系数

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的影响时

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的影响时

式中断面平均空气阻力参数

浮标阻力分布系数，可借用浮标类型相同的试验数据。

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的影响时

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的影响时：

式中中泓平均空气阻力参数。

第5.6.7条 多沙河流浮标系数的试验，应同时施测单样沙量。根据含沙量、浮标流速和浮标系数之间的关系选用浮标系数，或者建立含沙量、水面流速和水面流速系数的关系，并按本规范第5.6.6条的规定，间接确定浮标系数。

第5.6.8条 小浮标系数的试验，应在流速仪测速允许最小水深或最小流速的临界水位处，选择无风或小风天气进行。并应在每条测速垂线上，同时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次同时测得的垂线平均流速与浮标流速比值的算术平均值，应为垂线平均小浮标系数，全部垂线平均小浮标系数的算术平均值，应为采用的断面小浮标系数。

第5.6.9条 水面浮标系数的外延，应符合下列规定：

一、当高水部分的浮标系数基本稳定时，可顺关系曲线趋势外延20%查用；浮标系数尚不稳定时，可外延10%查用。

二、当浮标法测流水位超过浮标系数的允许外延幅度10%-20%时，应根据测站特性，经过综合比较分析确定浮标系数。

第七节 实测流量计算

第5.7.1条 均匀浮标法实测流量的计算，应符合下列规定：

一、每个浮标的流速按下式计算：

式中第i个浮标的实测浮标流速(m/s);

浮标上、下断面间的垂直距离；

第i个浮标的运行历时(s);

二、测深垂线和浮标点位的起点距，可按经纬仪和平板仪交会法的有关规定计算。

三、绘制浮标流速横向分布曲线和横断面图图，应在水面线的上方，以纵坐标为浮标流速，横坐标为起点距，点绘每个浮标的蹉位，对个别突出点应查明原因，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，应适当照顾到各个浮标的点位勾绘分布曲线。

四、在各个部分面积的分界线处，从浮标流速横向分布曲线上读出该处的虚流速。

五、部分平均虚流速、部分面积、部分虚流量、断面虚流量的计算方法与流速仪法测流的计算方法相同。

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-- 中泓浮标流速的算术平均值(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-- 漂浮物浮标流速的算术平均值

第5.7.3条 浮标法、流速仪法联合测流实测流量的计算，应符合下列规定：

一、应分别绘制出滩地部分的垂线平均流速和主槽部分的浮标流速横向分布曲线图，或滩地部分的浮标流速和主槽部分的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

的横向分布曲线互相重叠的一部分，在同一起点距上两条曲线查出的流速比值，应与试验的浮标系数接近。当差值超过10%时，应查明原因。当能判定流速仪测流成果可靠时，可按该部分的垂线平均流速横向分布曲线，并适当修改相应部分的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的计算方法，计算主槽和滩地部分的实测流量，两种部分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的计算，应先按各个测点的平均历时除以上、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 浮杆法的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。断面虚流量的计算方法，可按本规范第5.7.1条规定计算。

第5..7.7条 浮标法实测流量的相应水位，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 浮标法测流的误差来源，应包括下列内容：

一、浮标系数试验分析的误差。

二、断面测量的误差。

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的河段内，沿程水深变化较大引入的误差。

五、浮标流经上、中、下断面线时的瞄准视差，浮标流经中断面时的定位误差。

六、浮标运行历时的记时误差。

七、浮标制作的人工误差。

八、风向、风速对浮标运行的影响误差。

第5.8.2条 浮标法测流误差的控制，宜符合下列规定：

一、浮标系数的试验分析资料，在高水部分应有较多的试验次数。

二、应执行有关测宽、测深的技术规定，并经常对测宽、测深的工具、仪器及有关设备进行检查和校正。

三、控制好浮标横向分布的位臵，使绘制的浮标流速横向分布曲线具有较好的代表性。

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

五、必须执行本规范对浮标测速的技术要求及测流使用的浮标统

一定型的有关规定，减小测速的误差。

六、用精度较高的秒表记时，并经常检查，清除计时系统误差。