状头水文站是北洛河下游控制站，国家重要水文站，距河口130km²，断面以上控制面积25645km²。主要任务是掌握北洛河水量、水质、沙量变化规律，为开发利用北洛河水利资源提供科学依据，为北洛河下游及黄河三门峡库区防汛提供水文情报预报。状头站调查最大洪峰流量10700m³/s，建站以来最大洪峰流量6280 m³/s，实测最大含沙量1190kg/m³。根据1932年-2004年最大洪峰流量计算得频率（%）为0.1、1、2、10的洪峰流量分别为12460m³/s、7140 m³/s、5640 m³/s、2500 m³/s。洪水主要来源于交口河以上干流，洪峰多为单式洪峰，峰形尖瘦，水位流量关系多呈绳套。洪水猛烈，含沙量大，漂浮物多，河床冲淤变化大。

二.测流设施状况：

　　状头站测验断面几经变迁，现断面2000年启用，资料中站名遂改为状头（四）站。测流缆道于2001年建设，采用开口游轮式缆道平衡锤省力布设形式。特点是牵引索兼有巡回、起重、悬索和流速仪的升降，通过岸上的支架附近的游轮进退来操纵。根据北洛河洪水含沙量大、漂浮物多的特点，采用吊箱与吊仪结合的悬吊方式。以便条件许可时用吊仪自动测流，在漂浮物多、高含沙时采用人工吊箱测流。其缆道布设如下图所示：

　　2002年引进江西赣州新禹水文科技研发中心LXD-1数字缆道测流系统为缆道控制系统。该系统可以对测站编码、大断面资料、通信端口等进行设置，自动测量控制参数如水位、测流时间、测点数目、垂线位置进行选择编辑，动态显示系统运行状态及铅鱼相对位置（包括自动测流启动开关以及手动控制系统运行状态），并可及时对铅鱼位置校正、水平垂直运行距离系数进行设置，最后对测量得流量资料进行分析计算并打印报表。
LXD-1数字缆道测流系统界面图

LXD-1数字缆道测流运行参数设置界面图

　　缆道驱动采用淮阴Ⅱ型绞车。调速采用台湾普传变频调速器，PI-3000家族G系列用于缆车水平运行控制，普传168家族F系列用于缆车垂直运行控制，其组合形式如下图所示。

三.使用数字缆道测流系统的测验情况及改进方法：

　　应用数字缆道测流系统，改变了过去用吊箱测流的历史，职工的劳动强度大大降低了，过去涨一般洪水，全站人员都要齐上阵，应用该系统涨一般洪水，2人就基本完成测验任务，不仅安全省力，还大大提高了测验精度和洪水幅度，测验结束后，能及时准确地打印出流量成果。可是该系统2002年使用以来一直故障率高，经不断调试仍不能顺利测流，有时测一次流由于信号传感、传递故障，往往得用5-6个小时，不但体现不出自动测流的安全、快捷，而且贻误时机，造成很多不必要麻烦。经笔者了解认为造成这些故障的原因有：

　　1. 河水含沙量大，污染严重，影响流速仪的性能。北洛河状头站段洪水含沙量一般在400 kg/m³，属于高含沙水流，远远超过目前所使用LS25-3型流速仪使用于50 kg/m³的条件要求。本站基本断面上游340m有支流大峪河，该河水发黑、发臭污染严重，汇入北洛河后容易腐蚀流速仪。以上因素使得流速仪使用寿命缩短，故障率高。

　　2. 河床淤泥层厚，影响河底信号产生。北洛河洪水含沙量大，河床淤积、冲刷变化大，河床淤泥层厚度可达0.5m。淤泥由腐蚀质组成，使铅鱼陷入后河底感应装置失灵。

　　3. 该系统对使用环境要求高。系统的信号发射、接收系统对环境要求较高。信号遇干扰不能有效传递。控制系统信号发射部分配用电流过大，使流速仪接触丝容易损坏。

　　4. 该系统一些感应装置不适用北洛河水流。由于该系统感应装置依据南方含沙量小，河床坚硬断面变化小的特点设计，对于状头站河流、河床特性不能很好适用。

　　于是我们对设施进行了仔细分析，多次运行调试，2005年8月5日会同厂家技术人员对部分构件进行了改造。具体工作如下：

　　1. 增加流速仪保养次数。每次高含沙测流后都用汽油清洗流速仪，在平水时半月清洗一次，确保流速仪感应灵活。定期更换流速仪接触丝。

　　2. 改进水面信号装置。把原先利用水体作为导通的接触器改为液位开关。在厂家技术人员走后，经过几次使用发现灵敏度差。我们多次试验采用汞开关自制水面信号感应装置，效果良好。（如下图所示）

　　3. 改造了河底信号感应装置。把铅鱼底部河底信号感应装置，改在吊箱顶部，使其感应工作时脱离淤泥影响。（如图示）

　　4. 调整信号传送、接收天线。在维修人员走后，信号接收时有时无，很不稳定。经过反复查找发现变频器、计算机对测流信号干扰严重。于是我们对缆道发射与控制室中信号接收天线进行了调整改进（如下图所示），引入地线使控制系统模板良好接地，经改进信号能稳定发送、接收。

　　5.对设施运行参数进行调试，使其达到最佳状态。对变频器参数根据吊箱水平、垂直运行速度快慢进行多次试验调整到合适数值。经过多次人工吊箱与数字缆道自动测流对照，对控制系统水平距离系数、垂直距离系数、水深修正参数、测点位置修正参数进行试验设置。针对不同流速对流速滤波时间进行试验确定。经过一系列的调试，使设施达到最佳运行状态。

　　经过以上改进该系统的信号感应、传输保证率由原先的40%提高到90%，在此以后我站再没人工上吊箱测流。自8月6日以来至8月31日用该系统控制共测流14次其中测得最大流量68.8m³/s、最小流量7.02m³/s、最大流速1.20m/s、最小流速0.20 m/s、最大水深2.99m、最小水深0.40m。流量与关系曲线配合良好，关系点误差与人工吊箱测流相似。

四.存在问题：

　　1. 自制感应装置，耐用性有待考验。绞关、缆道应进一步完善。

　　2. 由于今年北洛河为枯水年份（至今仅出现188m³/s的最大流量）系统维修好后只出现68.8m³/s的最大流量，该系统运行性能没能有较大流量测验的检验。

　　3. 厂家应对该系统信号频率、功率进行改造增进其稳定性。对电路进一步完善，减少大电流对流速仪的工作。

　　4. 由于本站河槽特点，流量5m³/s以下基本断面多数测速垂线流速接近0，只能改在临时测流断面涉水测流。而在全年测流工作中，涉水测流次数所占比重可达40%。可见就全年而言数字缆道测流系统闲置率较高。

　　5. 大家普遍认为该系统可在我局部分测站推广（例如：泾河张家山站）。

　　总之，经过使用确实让水文职工感受到自动测流的轻松，对先进测验设施有所了解，积累了经验，学习到了新知识。