ELF-1型浮標的研制及應用

黃國立 殷冰冰

摘 要浮標法測流是流量測驗的一種重要形式，為進一步推廣浮標測驗方法，需研制出一種規格統一，夜間發光便于定位的浮標，為水文測驗爭取時間，為黃河水文資料掌握第一手寶貴資料提供保證。

關鍵詞浮標;發光;統一

1 研制背景

浮標法測流是流量測驗的一種重要形式，主要適合于山溪性河流和漂浮物多、暴漲暴落的洪水測驗。在黃河上、中游山溪性支流，浮標法測流是一種重要的流量測驗方法。此外，浮標法測取流量也是大江大河較為普遍的測驗方法，在流速儀以及其他測驗設施無法滿足測驗條件時，運用浮標法來測取流量。

較之其他流量測驗方式，浮標法流量測驗具有“選材容易、造價低、投放速度快、易操作、易成活、穩定性強、測流速度快、安全性能好”等優點。

目前在黃河上使用的浮標樣式不一，有草把、氣球等多種漂浮物作為浮標來進行測驗，夜間測驗點燃草把來定位，運用的漂浮物不同，試驗系數不同。

通過對目前草把浮標的使用情況分析，發現存在以下不足：

一是用草把扎制的浮標很難達到標準一致，大小一樣，流量測驗時使用同一浮標系數，造成存在一定的測驗誤差，影響測驗精度。

二是用草把扎制的浮標如果存放時間較長，受溫度、濕度的影響較大，容易變形、失重，甚至不能使用，給流量測驗工作帶來不利影響。

三是草把浮標在水中運行時，受水浸泡及水流大小影響等原因，入水深度會發生變化，測得的水面流速也會受到相應影響，進而影響到測驗精度。

四是夜間用草把浮進行流量測驗時，需要在草把上放置可燃的照明物，因在水中運行，受波浪、風力等的影響，照明物經常會熄滅，影響浮標的成活率。

此外，在一些測站，制作浮標的草把也不易收集到，給草把浮標制作帶來難題。

綜上所述，為進一步推廣浮標測驗方法，急需研制出一種規格統一，夜間發光便于定位的浮標，為水文測驗爭取時間，為黃河水文資料掌握第一手寶貴資料提供保證。

2 浮標制作的規定

參考水文測驗規范，對水面浮標的制作有以下要求：

（1）浮標入水部分，表面應較粗糙，不應成流線型。浮標下面要加系重物，保持浮標在水中漂流穩定。浮標的入水深度，不得大于水深的1/10。

（2）浮標露出水面部分應有易于識別的明顯標志。

3 新型浮標的設計與制作

通過廣泛調研和分析設計，研制開發了一種新型的水面浮標，該浮標的主要部件有：

3.1 浮子

通過認真研究和調研，結合黃河口實際，浮子選用黃河口漁民捕魚常用的魚漂作為浮子。

3.2 浮子支撐

選用和浮子中間空隙粗細一致PVC管材作為浮子支撐。

3.3 圓柱實心鋼材或沙子

選用圓柱實心鋼材或沙子作為浮子的配重。

3.4 醒目標志

制作三角紅旗固定在浮子支撐上作為醒目標志。

3.5 夜間發光標志

選用一組LED燈作為夜間測驗發光標志。

具體制作方法：

（1）將漁民捕魚常用的魚漂上部刷成紅漆，達到標志醒目，下部用細沙打磨，粘貼上細沙或其他細小碎顆粒，表面達到較粗糙，增加浮標在水流中的摩擦力。

（2）購置粗細與魚漂中間空隙大小一致的PVC管材穿過浮子，PVC管材總長1100厘米，其中上部露出部分80厘米，下部配重PVC管件30厘米。PVC管材上部與魚漂結合處用塑料夾環固定，可以隨時拆卸。

（3）在水中經過多次浮力及配重試驗，在魚漂下部PVC管材中加上圓柱實心鋼材或沙子配重，使浮標在水中露出1/10部分，達到規范使用要求。

（4）為了在水中觀測方便，魚漂上部PVC管材中加系醒目紅旗。

（5）為了方便夜間觀測，在PVC管材頂端加配五個LED發光燈泡。

4 新型浮標的特點

4.1 水中漂浮穩定性好

經過多次浮力及配重試驗，新型浮標在水中只露出浮子上部的1/10左右，且在水中移動和水流保持一致，不容易歪倒，穩定性能良好。

4.2 白天測驗紅色小旗易辨認

魚漂上部PVC管材中加系紅旗，觀測時在水中十分醒目，目標明顯，容易分辨。

4.3 夜間測驗LED發光燈泡亮度明顯

夜間測驗時，LED發光燈泡亮度明顯，容易觀測，且不受風力和水的影響，不容易熄滅。

4.4 材料統一，系數穩定

該浮標制作材料統一，重量一致（1.8kg），入水深度一致，率定好的系數穩定，容易推廣使用。2019年利津水文站通過流量測驗對比，推求出的浮標系確定為數0.88。

4.5 容易存放

該浮標因制作材料良好，可以長時間存放，且各部分可以隨時拆開，運輸、存放方便。

4.6 LED發光燈泡拆卸方便

白天測驗時，可以將LED發光燈泡拆除，夜間測驗時再裝上，十分方便。

5 新型浮標的應用

該浮標2019年5月在利津站研制成功并得到應用，使用效果良好，具有良好的推廣應用價值。