单一线法测流是一种基于水位-流量关系曲线的流量测量方法，通过建立稳定的水位与流量单一关系曲线，实现对河流、渠道等水体的长期连续流量监测，该方法因其操作简便、成本较低且具有较高的测量精度，在水文监测、水利工程管理及水资源调查等领域得到广泛应用，以下从单一线法的基本原理、适用条件、实施步骤、误差分析及参考文献等方面进行详细阐述。
单一线法的基本原理在于,当河流或渠道的断面形态、河床糙率及水流条件保持稳定时，水位与流量之间存在单一确定的关系，通过实测一系列水位和对应的流量数据，点绘在水位-流量坐标系中，并通过数学拟合或目估定线的方法得到一条光滑的曲线，即水位-流量关系曲线，在实际应用中，只需监测水位值，即可通过该曲线直接查算或计算出对应的流量值，该方法的核心假设是控制流量的水力因素（如断面面积、水力半径、糙率等）在测量期间保持不变，从而确保水位-流量关系的稳定性。
单一线法的适用条件较为严格,主要适用于以下情况：一是测流断面稳定，无显著冲刷或淤积现象，断面形态在长时间内保持一致；二是河床糙率稳定，无植被变化、人工整治等导致糙率改变的因素；三是水流条件稳定，无下游回水、洪水涨落、潮汐影响等干扰因素，或这些干扰因素可通过特定方法（如校正因数法）消除，该方法还要求有足够数量的实测水位-流量数据点，通常需要覆盖高、中、低不同水位级，以确保曲线的可靠性，对于受人类活动影响较大（如修建水坝、河道整治）或自然条件复杂的河流，单一线法可能不适用，需采用临时曲线法、连时序法等其他方法。
实施单一线法的步骤主要包括资料收集、断面布设、流量测量、数据整理及曲线绘制与检验，需收集测流断面的历史水文资料、地形图及河床特性等信息，初步判断断面稳定性，在选定断面布设水尺或水位计，确保水位监测的准确性，通过流速仪法、浮标法、超声波时差法等流量测量方法，在不同水位级下同步测量流量，通常要求每个水位级至少有3次有效测量数据，且数据分布应均匀覆盖水位变幅，数据整理阶段需对实测水位和流量值进行合理性检查，剔除异常数据，以水位为纵坐标、流量为横坐标（或采用对数坐标），将数据点点绘在图纸上，采用最小二乘法、三点法或目估法定线，并通过符号检验、适线检验、偏离数值检验等方法对曲线进行合理性检验，确保曲线满足水文规范要求。
单一线法的误差来源主要包括以下几个方面：一是测量误差，包括水位测量误差（如水尺零点高程变化、读数误差）和流量测量误差（如流速仪精度、测速垂线布设不足等）；二是断面变化误差，若测量期间河床发生冲刷或淤积，导致断面形态改变，将破坏水位-流量关系的稳定性；三是水流条件变化误差，如下游回水顶托、洪水波传播等动态因素会导致同水位下流量出现差异；四是定线误差，数学拟合方法的选择或目估定线的主观性可能导致曲线偏离真实关系，为减小误差，需定期校测断面和水尺零点高程，增加流量测次，尤其是在高、低水位级，并对异常数据进行深入分析，必要时采用多线法或校正因数法进行修正。
以下是单一线法测流相关的参考文献,涵盖理论基础、技术规范及实际应用案例，为该方法的研究与应用提供参考支持：
- GB/T 50179-2025《河流流量测验规范》，中国标准出版社，2025年，该规范详细规定了单一线法的适用条件、实施步骤、误差控制及资料整编要求，是水文流量测量的权威技术标准。
- 詹道江,王栋. 工程水文学（第四版）[M]. 中国水利水电出版社，2010年. 教材系统阐述了水位-流量关系曲线的原理、绘制方法及单一线法的适用性分析，并包含大量实例说明。
- 刘光文. 水文分析与计算[M]. 水利电力出版社，1989年. 经典水文著作，深入探讨了单一线法的理论基础，包括水力学公式推导及断面稳定性对关系曲线的影响机制。
- 芮孝芳. 水文学原理（第二版）[M]. 中国水利水电出版社，2025年. 从水动力学角度解释了水位-流量关系的稳定性条件，分析了不同水流条件下单一线法的局限性及改进方法。
- 王锦生,张世明. 水位-流量关系单一线法在山区河流中的应用研究[J]. 水文，2008, 28(3): 45-48. 针对山区河流特性，通过实例分析了单一线法的适用性及误差控制措施，为类似河流的流量监测提供借鉴。
- 詹道江,叶守泽. 工程水文学[M]. 中国建筑工业出版社，2000年. 介绍了单一线法的实际操作流程，包括测次布置、数据拟合及曲线检验的具体技术细节。
- SL 247-1999《水文资料整编规范》，中华人民共和国水利部，1999年. 规范中对水位-流量关系曲线的定线、检验及延长方法进行了规定，是单一线法资料整编的重要依据。
- 陈家琦,王浩. 水资源学[M]. 科学出版社，2002年. 从水资源管理角度分析了单一线法在长期流量监测中的优势及应用价值，并讨论了其在水资源评价中的实践案例。
- 张建云,王国庆. 水文预报技术与方法[M]. 中国水利水电出版社，2025年. 结合水文预报需求，探讨了单一线法在实时流量监测中的动态修正方法，提高曲线的适应性。
- International Association of Hydrological Sciences (IAHS). "Hydrometry: Measurement of Flow in Open Channels"[M]. 2009年. 国际水文科学协会的权威著作，系统介绍了包括单一线法在内的多种流量测量技术，并对比了不同方法的优缺点及适用范围。
相关问答FAQs：
Q1: 单一线法与临时曲线法的主要区别是什么？
A1: 单一线法适用于水位-流量关系长期稳定的情况，仅需一条关系曲线即可覆盖整个测量时段；而临时曲线法适用于断面或水流条件发生阶段性变化（如洪水期、枯水期）的情况，需根据不同时段分别绘制多条关系曲线，每条曲线对应一个稳定时段，临时曲线法通过分段定线解决了因断面冲淤或回水影响导致的关系曲线偏离问题，灵活性高于单一线法，但资料整编更为复杂。
Q2: 如何判断单一线法的适用性？
A2: 判断单一线法适用性需从断面稳定性、水流条件及数据一致性三方面综合评估：一是定期测量断面面积，分析冲淤变化幅度，若年冲淤量小于5%可视为稳定；二是分析水位过程线与流量过程线的对应关系，若无明显滞后或偏离现象，表明水流条件稳定；三是通过符号检验、适线检验等统计方法检验水位-流量关系点的分布，若偏离曲线的相对误差不超过±5%，且无系统偏离，则可认为单一线法适用，若上述条件不满足，需考虑采用其他方法。
