当前正值“七下八上”防汛关键期，河流流量作为了解江河的重要指标，水文测流作为防汛的“第一哨”，对防洪减灾起着重要作用——通过实时监测河流流量变化，可以及时发现洪水预警信号，为防汛抢险工作提供及时准确的信息支撑。

8月5日，市水文监测总站建设管理科副科长邓彬对河流流量测算的“十八般武艺”进行了介绍。

浮标测流法

河流流量测量又名浮标法测流，经历了漫长的历史演变。其工作原理是：水文监测人员使用全站仪，测定浮标通过中断面位置，记录浮标通过上断面至下断面运行历时，最后计算流速、流量，完成监测数据报送。

▲重庆水文工作人员用全站仪进行浮标法测流。本文图片均由市水利局提供

邓彬介绍，浮标法测流包括水面浮标法、深水浮标法、浮杆法、小浮标法和智能浮标法，分别适用于流速仪测流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。

比降面积测流法

水文监测人员通过完成中断面和大断面测量，观测上、下断面比降，根据选定糙率，计算流量，报送监测数据，这就是比降面积法测流。

声学多普勒流速剖面仪（ADCP）测流

水文监测人员通过将声学多普勒流速剖面仪（ADCP）放置在船只底部，操控船只到测流区域。ADCP向下方释放超声波信号，通过传回来的数据，计算出水层流速和流量。ADCP具有测验历时短、效率高、精度高和测量资料完整丰富等特点。

▲水文工作人员使用走航式ADCP测流。

其原理在于ADCP的测速探头向下发射多束超声波脉冲，超声波脉冲遇到水体中流动的固体悬浮颗粒物发生反射，反射的声波频率会发生变化，这种变化大小取决于固体颗粒物移动的速度和方向，通过检测多普勒频移，测定出各水层流速和流量。

无人机测流

邓彬告诉记者，无人机测流系统是一种将无人机平台与流速测量技术结合的新型水文监测手段，通过空中作业实现河流、湖泊等水域的流速数据采集。

▲无人机测流。

水文监测人员操作无人机搭载雷达波流速仪进行河流流量测验，通过给定断面面积计算断面平均流速、流量，并使用卫星电话报送监测数据。无人机可飞越山地、丛林等复杂地形，抵达传统船只或车辆无法到达的水域，比如峡谷河流、堰塞湖、城市内涝区，尤其适合洪水突发时的流速快速测定等应急监测。

水文缆道测流

水文缆道是用来把测验仪器设备送到断面上任一指定起点距和垂线测点位置上，并进行测验作业而架设的可水平和铅直方向移动的水文测验跨河索道系统。

▲水文工作人员使用铅鱼夜间测流。

“我们通常使用的是铅鱼缆道，它由支承系统、驱动系统、信号系统组成，其上可以搭载测流、测沙等设备。”邓彬介绍，水文监测人员在铅鱼上安装好流速仪后，按照“先提升后循回”“速度由慢到快”等原则操作缆道测流，按照测流方案对断面各垂线进行测量后，再把成果数据输入到水文在线整编系统。

缆道式雷达波测流

缆道式雷达波采用非接触方式自动完成水面流速的测验，借助测站大断面数据和外接水位传感器、无线通信模块等，自动实现流量测验、计算、存储、报讯等工作。

▲水文工作人员使用缆道雷达波测流。

雷达波流速仪搭载在行车上，通过跨河缆道施测多条垂线的水面流速，同时采集相应水位，并根据水面流速与垂线平均流速关系，按部分面积法计算流量，实现流量自动监测。主要用于监测河流、渠道流量。

侧扫雷达测流

侧扫雷达测速仪用于大面积水体的流速、流量自动化监测，它采用非接触式测流技术，全天候对指定断面的表面流速进行连续监测。

据介绍，侧扫雷达测流系统由系统主机、天线阵列、供电系统、配套软件等四部分组成，当发射的电磁波信号投射到水面，会与水面的波浪发生相互作用，产生布拉格散射。侧扫雷达利用这种布拉格散射特性和电磁波传播的多普勒效应来测量水流速度，利用接收回波与发射波的时间差来测定距离。

时差法测流

邓彬说，时差法测流利用一对或多对超声波换能器相向交替收发超声波，通过观测声波在水体中的顺流和逆流传播时间差来间接测量水体的流速，并通过流速来计算流量的一种间接测量方法。

他解释称，声波在静水中传播时有一恒定的速度，这种传播速度会随水温、盐度、含沙量发生相应变化。当水体状况一定时，声速是一定的，由于水流速度的影响，当顺水传播时实际速度大于声速，逆水传播时实际速度小于声速。在流速方向对角安装一对换能器，通过测得声波在顺、逆流方向的传输时间差，当测量距离固定的情况下便可算出水层平均流速，故称为“时差法”。

视频测流

视频测流采用水位图像自动识别技术与视频流速分析技术集成耦合，深度融合PIV、PTV、STIV等多种算法，实现水位智能识别、水流流速动态监测及断面流量实时测算。

量水堰槽测流

邓彬告诉记者，量水堰槽测流是一种利用特定形状的堰槽来测量水流流量的方法。通过在河道或渠道中安装堰槽，利用水流通过堰槽时产生的液位规律变化，结合相应的水位—流量关系，可以准确计算出水流流量。这种技术具有测量准确、操作简便、适用范围广等优点，特别适用于中小型的河道与渠道。