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浅谈多功能铅鱼在水文测验中的应用 摘要：陕西省水文水资源勘测局于2015年开始在安康水文站研发多功能测验铅鱼，通过4年来的不断更新和完善新型铅鱼除保持基本功能外，新增了携带ADCP、电波流速仪、横式采样器，更好的发挥了利用缆道在河道全断面完成各种水文测验任务，达到新时代水测验设备发展的要求关键词：水文、勘测、流量、铅鱼1.设备创新点多功能水文测验铅鱼其基本功能是流量测验，由于地域水流特性的差异，铅鱼大小、尺寸、重量有很大的差别，安康水文站流域面积，多年径流量，缆道跨度，高水平均流速，使用多功能铅鱼的单位重量大（多少），外部不锈钢包裹内部灌铅设计，入水浮力小，能广泛的应用到水文测站流速仪测流中去本铅鱼通过特殊的设计及合理安排各项测验设备位置布设，充分利用铅鱼空间，其特点：1.1铅鱼头部安装流速仪，保证在高中低水位时能正常使用流速仪，通过无线传输模块将流速仪信号、水面信号和触底信号反馈到控制系统，铅鱼的水面传感器在铅鱼尾部采用一个小浮子，当感应入水后能快速将水面信号发射，同时触底传感器有别于传统式的铅鱼肚部设置触底挡板，而是在尾部设置一个80cm，倾斜45安装的触底棒，当铅鱼触底棒到达河底后，触底棒被抬升，接触到触底信号后发射回控制中心。

触底棒的应用可以避免测验时缠挂河底水草，提高水深测验精度1.2铅鱼肚中镶嵌安装ADCP，安康站水质含沙量较小，在中低水可以较好的应用ADCP测流，我们在设计时把铅鱼腹部掏空一个刚好能安装ADCP的位置，在上部钢丝绳设置一个底座安装发射电台ADCP入水深度采用铅鱼水面信号水平量取到探头处，生成一个0.15m入水深度的固定参数控制系统利用伺服电机能准确稳定的控制距离的特点，开发出ADCP水平自动运行的功能，在铅鱼携载ADCP前进时，伺服电机随时调节入水高度，不受缆道垂度影响，能自动沿水面平稳前进，铅鱼运行速度可以在控制平台调节，让其始终小于水面流速，通过两年的对比分析，ADCP与流速仪在测验时误差小于5%，达到规范要求1.3铅鱼顶部安装雷达波测速仪，在发生特大洪水时，由于水面流速大，漂浮物较多，无法正常使用流速仪时，可以使用非接触式雷达波测速仪，我们在铅鱼顶部设置支架，固定雷达波探头30的倾斜角，当铅鱼行驶到固定起点距时，将铅鱼下放到固定高度，保持稳定，雷达波测速仪测量垂线水面流速后，将数据发回操控平台此项功能保证了我站在发生特大洪水时能抢测出数据1.4铅鱼尾部安装LAH-2型2000ml遥控横式采样器4台，在室内控制台用无线遥控装置控制采样器的闭合，采集泥沙水样。

1.5考虑到尾部加装采样器对流速的影响，铅鱼设计长度为1.5m，内部预留有密闭的信号仓通过我们的技术创新设计，改变了原有铅鱼的单一性，把复杂的设备系统整合，提高了仪器的使用效率，减少了仪器安装频次，降低了职工劳动强度，更好的发挥先进仪器的使用环境，提升了测报速度2018年获国家知识产权局实用新型技术专利（证书号7715942）.2.参数分析计算安康水文站缆道为开口式无拉偏缆道，总跨度489米，缆道设计防洪标准不低于50年，主索垂度<4%，主索选用Ф26mm油芯钢丝绳铅鱼重量为538kg铅鱼起重最大高度为31.93m左右岸地质为表层风化岩，地锚埋深4m，右岸采用镀锌钢塔支撑，高16m2.1铅鱼垂直荷载计算：作用在主索钢丝绳上的垂直荷载重量主要来自于铅鱼、工作索、行车及附属在铅鱼测流设备其中，铅鱼重量538kg，行车架重80kg，工作索重100kg，测流时漂浮物缠挂重量考虑为100kg，其他设施为50kg循环索P1重量按半跨循环索，起重索重量P2取1/4跨重量计算铅鱼重量538kg，qx为循环索长度质量kg/m，L为循环索长度P1=1/2Lqs=0.5*480*0.248=59.5P2=1/4Lqs=0.5*480*0.125=15.0垂直集中荷载Pv=538+80+100+100+50+59.5+15=942.5kg而Ф26mm油芯钢丝绳起吊重量为3.1T。

铅鱼选配计算Get≥8H2/3V4/3铅鱼平台高程=263.00m，河底高程最低点=231.07m，H=32米，最大流速Vm=4m/s，则铅鱼选重为8*322/3*44/3=516kg2.2钢丝绳安全起重计算Ф26mm安全起重公式为：mm2=170kg 允许拉力=170kg*S/K 1323.1410=2.87TK为安全系数取103.测流应用测验缆道是水文日常测流外业流量和泥沙采样的重要载体，铅鱼是直接入水测量的仪器，由于长期来铅鱼一直没有进行更新改造，铅鱼使用方法单一，不能充分发挥跨河设备的效益安康水文站于2018年1月对缆道进行改造完成，2018年开始ADCP与流速仪的对比分析工作，共采用ADCP测流17次，同时有流速仪测流相对应的资料，由于安康站上游17km处有火石岩电站开关闸影响，两种测验方式不能在同一级水位下进行，分别用流速仪测流成果和ADCP测流成果制作水位/流量关系曲线见图3图3安康水文站ADCP测流与流速仪测流比测成果统计分析图通过比测分析ADCP测流系统与流速仪测流，有很好的相关关系采集样本23次其中两次误差＞10%，误差原因：流量小水位涨落快其他21次都在流量测验误差范围内，流量、面积、平均流速均在测验误差范围内符合本站断面水流特性。

满足流量测验规范要求雷达波流速仪由于安装较晚，对比分析还未完成，待后期完成分析后投入使用4.结论4.1多功能铅鱼在安康水文站的测验过程中设备集成方便快捷，测验数据准确稳定，运行安全可靠今后在水文中的应用因其性能优越性会慢慢替代传统铅鱼，在缆道测流上应用会越来越广泛4.2随着铅鱼体积的增加，会有越来越多的新设备集成在其身上，如何的更好的去实现利用铅鱼缆道而完成更多更难的河道测验作业，也是我们要投入更多的研究和实践的参考文献：1、《河流流量测验规范》GB50179-20152、《声学多普勒流量测验规范》SL337-2006-全文完-。