浙江省水文监测缆道技术如何发展

分类：水利论文发表 时间：2018-07-26 14:57 关注：(1)

　　水文电缆是水文测试的重要基础设施。水文索道的设计，施工和试验方法一直是水文学家的重要研究和应用领域。 自1954年浙江省首次启动水文电缆试验以来，其技术发展在国内保持领先地位，接下来小编简单介绍一篇优秀水利工程论文。

　　水文缆道是收集水文资料的一种重要测验设施，具有节省人力、保障安全、提高测洪能力和测验精度的优点。水文缆道的设计、建设、应用等一直是水文工作者的一项重要的研究领域。

　　1 水文缆道的由来

　　水文部门常年对河流的水位、流速、流量、泥沙等水文要素进行监测，要监测各种水文要素，一般依托横跨河道的水文缆道，以其为平台，加载各种控制和监测设备开展水文监测。

　　在水文缆道出现之前，水文流量测验主要依靠浮标法和流速仪船测法。水面浮标法计算流速方法简单，但受风力影响较大，精度相对较低;流速仪法必须要用测船，但当时测船定位或过河设施无成熟方法，只能在中、低水位时用船只抛锚定位测速，测速垂线不多，测流历时甚长，洪水期人员安全不能保证。

　　1954年，浙江省新昌县长诏站首先创造了缆道测流，使流量测验在测船上操作改变为岸上操作，保障了测验人员的安全，提高了测流精度，这是流量测验上的一个重大突破。此后，浙江省水文缆道测流技术在实践中不断改进，摇车由手动改为电动，装置了电容制动，可控硅直流调速;缆道平衡锤，使操作轻便;测流信号传输由有线电信式改为无线测流信号器。1978年水文缆道自动测流取沙技术获年度全国科学大会科技成果奖;1979年水文缆道自动测流电子装置获浙江省年度科技成果一等奖;随着缆道测流技术的推广，1978年10月水利部组织编写《水文缆道测验规范》。到80年代中期，浙江可用缆道测流的测站已全部实现测流缆道化。目前，水文缆道已在全国水文行业中得到充分应用，据统计，全国4195个流量测验断面中，采用水文缆道监测方式的占 49.6%，成为主流测验方式。

　　2 自重式水文缆道的发展

　　随着城市化建设、道路建设及水利工程建设的发展，大批水文站被涉及到，再加上水利部颁布了《水文基础设施建设及技术装备标准》，水文站建设标准提高，许多水文站要进行迁建、改建，水文站缆道设计建设任务异常繁重。但传统的水文缆道都是采用有入地角拉线的设计，水文缆道跨度都比较大，选择站址建水文站的难度非常大。

　　通过多年不断实践总结，1998年，浙江省水文部门开始设计应用不用保护拉索，可以承受拉力的自重式钢筋混凝土支柱缆道，其中，能够承受拉力的缆道支柱设计这一关键技术在国内外是首创。自重式水文缆道最大的优越性在于不受河道岸上地形限制，只要河道水流符合水文测验要求，可以见缝插针式的设计建设，站址选择相对比较容易，其应用价值体现在以下几个方面：

　　1)历史上的水文缆道是有入地角的支柱设计，支柱不承受拉力，创新设计的自重式水文缆道使支柱可以承受数十吨的拉力，解决了困扰水文缆道设计的技术难题;

　　2)有自重式水文缆道技术做支撑，水文站建设可以在河流两岸垂直建设、可以将缆道房、支柱、水位台、值班管理房等合并一体化设计建设，可以景观化设计，改变了水文缆道过去笨、大、粗的设计理念，可以简化站址要求和施工安装技术难度，缩短水文缆道跨度，提高水文测验即效性，使水文测验能力从过去的20～30年一遇提高到50年一遇，保证了许多历史悠久的水文站不被搬迁或破坏，使宝贵的水文资料能得到长久的观测和延续;

　　3)自重式水文缆道因为不需要拉线，可以少占用土地;缆道长度减少，节省了造价、节省了测流时间、节省了人力资源，运行维护费降低，安全性提高;

　　4)自重式水文缆道设计可以避开铁路、公路、城市建设等诸多问题，让过去事故频发的水文缆道测验问题，恶性事故得到有效的遏制，很好解决了社会公共安全问题。

　　自重式水文缆道目前已在浙江40多个水文站建设应用，效益显著，其成果被写入全国《水文缆道测验规范》(SL443-2009)，将在2014年由水利部颁布实施的《水文缆道设计规范》也把自重式水文缆道设计作为重点。

　　3 无垂度水文缆道的应用

　　传统的水文缆道，在河道两侧分别设置支撑的立柱，立柱顶端之间通过悬索作为缆道，悬索为柔性，在自身重力作用下，缆道中部下垂，滑轮组通过吊索吊设有用于测量的铅鱼，在牵引绳的牵引下在悬索上运行。上述传统的水文缆道存在如下缺陷：1)由于悬索的垂度，导致铅鱼在运行测量过程中需要时时调节吊索长度，控制铅鱼入水深度;2)由于悬索自身的重力对两端的拉力，在河道两岸还需要设置地锚，通过斜拉索平衡悬索自重产生的拉力，水文缆道需要占地更广;3)由于悬索的柔性，在风雨较大的气象条件下，水文缆道发生摆动，对测量造成很大不便。

　　为解决传统的水文缆道有垂度导致控制铅鱼入水深度复杂、需要地锚平衡悬索拉力以及在风雨气候悬索摆动造成测量不便的问题，论文范文2013年，一种适用于河宽较小的刚性无垂度的水文缆道技术在浙江省舟山市长春岭水文站水文监测中开始应用。该缆道系统在两侧河岸立柱顶端之间架设刚性的钢梁代替悬索，钢梁上架设可自由沿滑轨移动的工业级行车，行车下侧通过吊索搭载用于监测水文数据的设备。行车与控制横向移动的行走电机和控制设备起降的起降电机采用一体化设计，行走电机和起降电机由主控电脑控制。

　　无垂度水文缆道应用价值主要体现在：1)进行水文监测时，由于钢梁刚性无垂度，钢梁每个位置与河道水面高度差一致，搭载水面传感信号器，可以方便准确的通过吊索长度直接计算出河道水位;2)钢梁在风雨等恶劣天气不易晃动，使得监测仪器更为稳定安全，监测数据精度大为提高;3)钢梁架设与主体站房整体设计，无需地锚辅助固定，减少了水文缆道的占地面积;4)设计安装比较方便简单，可节省大量人力物力。

　　无垂度水文缆道对于目前正在开展的中小河流水文站建设具有很好的借鉴作用。

　　4 结论

　　水文缆道是一种重要的基础的水文监测设施，水文监测技术从船测到缆道测流，又发展出自重式缆道以及无垂度水文缆道。随着科技发展，越来越多的先进水文监测技术装备得到应用，水文缆道测验平台配合搭载各种先进监测设备，可以迅速、全面的提高水文监测能力，水文监测缆道技术的发展前景一片光明。

　　参考文献

　　[1]张正康.自重式水文缆道设计建设的应用.水文，2005(6)：56-57.

　　[2]水利部.水文缆道测验规范(SL 443-2009).中国水利水电出版社，2009.

　　阅读期刊：水利技术监督

　　《水利技术监督》(双月刊)创刊于1993年，由水利部水利水电规划设计总院主办。本刊以国家的《标准化法》、《计量法》、《产品质量法》以及相关的法律法规为依据，紧紧围绕水利中心任务，积极探索，在标准化、计量及质量管理方面开拓进取，发挥积极的宣传和指导作用。