培训教材流速仪测流法水工建筑物量水率定
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中国灌区协会“全国灌区量水技术研讨班”教材流速仪测流法及水工建筑物量水率定郭宗信河北省石津灌区管理局第一章流速仪测流法第一节流速仪测流的基本方法与测线布设流速仪测量河渠流量是利用面积~流速法,即用流速仪分别测出若干部分面积的垂直于过水断面的部分平均流速,然后乘以部分过水面积,求得部分流量,再计算其代数和得出断面流量。
从水力学的紊流理论和流速分布理论可知,每条垂线上不同位置的流速大小不一,而且同一个点的流速具有脉动现象。
所以用流速仪测量流速,一般要测算出点流速的时间平均值和流速断面的空间平均值。
即通常说的测点时均流速、垂线平均流速和部分平均流速。
(一)基本方法流速仪测流,在不同情况或要求下,可采用不同的方法。
其基本方法,根据精度及操作繁简的差别分为精测法、常测法和简测法。
1.精测法:精测法是在断面上用较多的垂线,在垂线上用较多的测点,而且测点流速要用消除脉动影响的测量方法。
用以研究各级水位下测流断面的水流规律,为精简测流工作提供依据。
2.常测法:常测法是在保证一定精度的前提下,在较少的垂线、测点上测速的一种方法。
此法一般以精测资料为依据,经过精简分析,精度达到要求时,即可作为经常性的测流方法。
3.简测法:在保证一定精度的前提下,经过精简分析,用尽可能少的垂线、测点测速的方法叫简测法。
在水流平缓,断面稳定的渠道上可选用单线法。
(二)测线布设测流断面上测深、测速垂线的数目和位置,直接影响过水断面积和部分平均流速测量精度。
因此在拟订测线布设方案时要进行周密的调查研究。
国际标准规定,在比较规则整齐的渠床断面上,任意两条测深垂线的间距,一般不大于渠宽的1/5,在形状不规则的断面上其间距不得大于渠宽的1/20。
测深垂线应分布均匀,能控制渠床变化的主要转折点。
一般渠岸坡脚处、水深最大点、渠底起伏转折点等都应设置测深垂线。
测速垂线的数目与过水断面的宽深比有关。
精测法的测速垂线数目与宽深比的关系式为:BN0=2D式中:N0——测速垂线数目;B——水面宽;D——断面平均水深。
中国灌区协会“全国灌区量水技术研讨班”教材流速仪测流法及水工建筑物量水率定郭宗信河北省石津灌区管理局第一章流速仪测流法第一节流速仪测流的基本方法与测线布设流速仪测量河渠流量是利用面积~流速法,即用流速仪分别测出若干部分面积的垂直于过水断面的部分平均流速,然后乘以部分过水面积,求得部分流量,再计算其代数和得出断面流量。
从水力学的紊流理论和流速分布理论可知,每条垂线上不同位置的流速大小不一,而且同一个点的流速具有脉动现象。
所以用流速仪测量流速,一般要测算出点流速的时间平均值和流速断面的空间平均值。
即通常说的测点时均流速、垂线平均流速和部分平均流速。
(一)基本方法流速仪测流,在不同情况或要求下,可采用不同的方法。
其基本方法,根据精度及操作繁简的差别分为精测法、常测法和简测法。
1.精测法:精测法是在断面上用较多的垂线,在垂线上用较多的测点,而且测点流速要用消除脉动影响的测量方法。
用以研究各级水位下测流断面的水流规律,为精简测流工作提供依据。
2.常测法:常测法是在保证一定精度的前提下,在较少的垂线、测点上测速的一种方法。
此法一般以精测资料为依据,经过精简分析,精度达到要求时,即可作为经常性的测流方法。
3.简测法:在保证一定精度的前提下,经过精简分析,用尽可能少的垂线、测点测速的方法叫简测法。
在水流平缓,断面稳定的渠道上可选用单线法。
(二)测线布设测流断面上测深、测速垂线的数目和位置,直接影响过水断面积和部分平均流速测量精度。
因此在拟订测线布设方案时要进行周密的调查研究。
国际标准规定,在比较规则整齐的渠床断面上,任意两条测深垂线的间距,一般不大于渠宽的1/5,在形状不规则的断面上其间距不得大于渠宽的1/20。
测深垂线应分布均匀,能控制渠床变化的主要转折点。
一般渠岸坡脚处、水深最大点、渠底起伏转折点等都应设置测深垂线。
测速垂线的数目与过水断面的宽深比有关。
精测法的测速垂线数目与宽深比的关系式为:BN0=2D式中:N0——测速垂线数目;B——水面宽;D——断面平均水深。
目录前言第一章水库工程概论 (1)第一节水库工程简介 (1)第二节水库工程管理的基本任务 (4)第二章水库运行管理 (6)第一节组织管理和调度运用 (6)第二节检查观测 (9)第三节养护管理 (19)第三章水库安全检查与加固 (21)第一节概述 (21)第二节土坝的安全检查与加固 (22)第三节溢洪道的安全检查与加固 (26)第四章防汛与抢险 (29)第一节防汛与抢险基础知识 (29)第二节防汛任务与职责 (30)第三节准备与检查 (31)第四节土坝险情抢护 (32)第五章渠道工程管理与维护 (36)第一节概述 (36)第二节渠道及其建筑物的运行管理 (38)第三节渠道工程的检查观察 (39)第六章水闸工程运行管理及检查维护 (43)第一节水闸工程简介 (43)第二节水闸工程的运行管理 (44)第三节水闸工程的检查观察与维修养护 (45)第七章流量观测 (47)第一节概述 (47)第二节流速仪法测流 (49)第三节建筑物法测流 (51)第一章水库工程概论第一节水库工程简介一、水库的作用兴建水库是人们为了解决在用水与河流来水在各年间或一年内在时间和水量分配上的矛盾的一种措施。
水库在来水多时把水蓄起来,然后根据用水要求适时适量地供水,同时在汛期还可起到削减洪峰、减除灾害的作用。
这种把来水按用水的要求在时间和数量上重新分配的作用,叫做水库的调节作用。
水库不仅可以使水量在季节间重新分配,满足灌溉、防洪的要求,同时还可以利用大量的蓄水和抬高了的水头来满足发电、航运及水产等其它用水的需要。
因此,水库是综合利用水资源的有效措施。
二、水库的设计标准1.防洪标准水库的防洪标准是指水库所能抵御的洪水的大小,通常指水库本身或下游防洪安全所拟定的设计洪水标准。
洪水的大小每年不同,一定大小的洪水出现的可能性多少一般用重现期和累积频率来表示。
如五十年一遇洪水,其重现期为50年,其累积频率为2%(1/50)。
在设计水库时,要选择一定重现期的洪水作为设计洪水,当水库出现这种洪水时,要求水库仍能正常运用。
中国灌区协会“全国灌区量水技术研讨班”教材流速仪测流法及水工建筑物量水率定郭宗信河北省石津灌区管理局第一章流速仪测流法第一节流速仪测流的基本方法与测线布设流速仪测量河渠流量是利用面积~流速法,即用流速仪分别测出若干部分面积的垂直于过水断面的部分平均流速,然后乘以部分过水面积,求得部分流量,再计算其代数和得出断面流量。
从水力学的紊流理论和流速分布理论可知,每条垂线上不同位置的流速大小不一,而且同一个点的流速具有脉动现象。
所以用流速仪测量流速,一般要测算出点流速的时间平均值和流速断面的空间平均值。
即通常说的测点时均流速、垂线平均流速和部分平均流速。
(一)基本方法流速仪测流,在不同情况或要求下,可采用不同的方法。
其基本方法,根据精度及操作繁简的差别分为精测法、常测法和简测法。
1.精测法:精测法是在断面上用较多的垂线,在垂线上用较多的测点,而且测点流速要用消除脉动影响的测量方法。
用以研究各级水位下测流断面的水流规律,为精简测流工作提供依据。
2.常测法:常测法是在保证一定精度的前提下,在较少的垂线、测点上测速的一种方法。
此法一般以精测资料为依据,经过精简分析,精度达到要求时,即可作为经常性的测流方法。
3.简测法:在保证一定精度的前提下,经过精简分析,用尽可能少的垂线、测点测速的方法叫简测法。
在水流平缓,断面稳定的渠道上可选用单线法。
(二)测线布设测流断面上测深、测速垂线的数目和位置,直接影响过水断面积和部分平均流速测量精度。
因此在拟订测线布设方案时要进行周密的调查研究。
国际标准规定,在比较规则整齐的渠床断面上,任意两条测深垂线的间距,一般不大于渠宽的1/5,在形状不规则的断面上其间距不得大于渠宽的1/20。
测深垂线应分布均匀,能控制渠床变化的主要转折点。
一般渠岸坡脚处、水深最大点、渠底起伏转折点等都应设置测深垂线。
测速垂线的数目与过水断面的宽深比有关。
精测法的测速垂线数目与宽深比的关系式为:BN0=2D式中:N0——测速垂线数目;B——水面宽;D——断面平均水深。
水利行业水情流量监测培训方案一、培训目标本次培训的目标是帮助水利行业人员了解水情、流量监测的重要性,掌握水情、流量监测的基本原理和方法,提高水情、流量监测的技能和能力,以确保水利行业的安全运行。
二、培训内容1.水情监测的重要性及现状-介绍水情监测对水利行业的重要性;-分析当前水情监测的现状和问题。
2.水情监测的基本原理-解释水情监测的基本原理;-探讨不同水情监测方法的优缺点。
3.水情监测的常用方法和工具-介绍水位监测、雨量监测、蒸发量监测等方法;-介绍常用的水情监测工具。
4.流量监测的重要性及现状-介绍流量监测对水利行业的重要性;-分析当前流量监测的现状和问题。
5.流量监测的基本原理-解释流量监测的基本原理;-探讨不同流量监测方法的优缺点。
6.流量监测的常用方法和工具-介绍流速测量、水位流量关系法、泄流量计算法等方法;-介绍常用的流量监测工具。
7.水情、流量监测数据的分析和处理-培训如何进行水情、流量监测数据的分析和处理;-介绍常用的数据分析和处理工具。
8.监测设备的安装与维护-介绍水情、流量监测设备的安装和维护;-培训如何定期检查和维护监测设备。
三、培训方法1.理论讲授:通过讲授水情、流量监测的基本原理和方法,帮助参训人员全面了解水情、流量监测的重要性及其应用。
2.案例分析:选取一些实际的水情、流量监测案例进行分析和讨论,培训参训人员分析问题并寻找解决方法。
3.模拟操作:设置实际的监测设备,让参训人员亲自进行操作,熟悉水情、流量监测设备的使用方法。
4.实地考察:组织参训人员实地考察水情、流量监测设备的安装和维护情况,加深对实际情况的了解。
四、培训时间和地点1.培训时间:本次培训计划为期3天,每天8小时,共计24小时。
2.培训地点:根据参训人员所在地选择合适的培训场所,可以选择空间宽敞、设施齐全的会议室或培训中心。
五、培训评估与考核1.培训评估:通过参训人员的培训反馈、问卷调查等方式进行培训评估,了解培训效果。
中国灌区协会“全国灌区量水技术研讨班”教材流速仪测流法及水工建筑物量水率定郭宗信河北省石津灌区管理局第一章流速仪测流法第一节流速仪测流的基本方法与测线布设流速仪测量河渠流量是利用面积~流速法,即用流速仪分别测出若干部分面积的垂直于过水断面的部分平均流速,然后乘以部分过水面积,求得部分流量,再计算其代数和得出断面流量。
从水力学的紊流理论和流速分布理论可知,每条垂线上不同位置的流速大小不一,而且同一个点的流速具有脉动现象。
所以用流速仪测量流速,一般要测算出点流速的时间平均值和流速断面的空间平均值。
即通常说的测点时均流速、垂线平均流速和部分平均流速。
(一)基本方法流速仪测流,在不同情况或要求下,可采用不同的方法。
其基本方法,根据精度及操作繁简的差别分为精测法、常测法和简测法。
1.精测法:精测法是在断面上用较多的垂线,在垂线上用较多的测点,而且测点流速要用消除脉动影响的测量方法。
用以研究各级水位下测流断面的水流规律,为精简测流工作提供依据。
2.常测法:常测法是在保证一定精度的前提下,在较少的垂线、测点上测速的一种方法。
此法一般以精测资料为依据,经过精简分析,精度达到要求时,即可作为经常性的测流方法。
3.简测法:在保证一定精度的前提下,经过精简分析,用尽可能少的垂线、测点测速的方法叫简测法。
在水流平缓,断面稳定的渠道上可选用单线法。
(二)测线布设测流断面上测深、测速垂线的数目和位置,直接影响过水断面积和部分平均流速测量精度。
因此在拟订测线布设方案时要进行周密的调查研究。
国际标准规定,在比较规则整齐的渠床断面上,任意两条测深垂线的间距,一般不大于渠宽的1/5,在形状不规则的断面上其间距不得大于渠宽的1/20。
测深垂线应分布均匀,能控制渠床变化的主要转折点。
一般渠岸坡脚处、水深最大点、渠底起伏转折点等都应设置测深垂线。
测速垂线的数目与过水断面的宽深比有关。
精测法的测速垂线数目与宽深比的关系式为:BN0=2D式中:N0——测速垂线数目;B——水面宽;D——断面平均水深。
中华人民共和国行业标准水工建筑物测流规范Measurement of dischargeby hydraulic structuresSL20—92主编部门:山东省水文总站批准部门:水利部目次第一章总则第二章设施布设与观测第一节测验断面布设第二节观测设备的安装第三节高程、断面、建筑物尺度测量第四节水位、水头观测第五节闸门开启高度和开启孔数观测第六节流态观测与判别第三章流量系数率定、综合和检验第一节流量系数现场率定第二节流量系数综合第三节模型试验和经验流量系数的应用第四节流量系数检测第五节流量系数检验第四章堰流流量推算第一节自由堰流第二节淹没堰流第三节感潮堰流第五章孔流流量推算第一节自由孔流第二节淹没孔流第六章隧、涵洞流量推算第一节有压、半有压自由管流第二节有压、半有压淹没管流第三节无压管流第四节进口段设置有压短管和闸门的无压自由管流第七章水电站和电力抽水站流量推算第一节水电站流量推算第二节电力抽水站流量推算第八章流量测验不确定度估算第一节一般规定第二节流量测验误差来源第三节单项不确定度估算第四节一次流量推算值综合百分不确定度估算附录一量的符号与计量单位附录二测验表式和填表说明附录三弧形闸门垂直开启高度换算方法附录四堰流流量系数计算方法和图表附录五管、洞临界坡计算和流量系数查算表附录六流量不确定度估算实例附加说明第一章总则第1.0.1条为了给利用已建的水工泄水建筑物施测流量提供技术标准,保证成果质量,特制定本规范。
第1.0.2条凡使用以下类型的水工建筑物测流者,均应遵守本规范。
第 1.0.3条本规范中有关水文测验的术语、符号和含义,均遵守国家标准GBJ95—86《水文测验术语和符号标准》中的规定。
本规范专用术语和符号规定如本规范附录一所示。
流量测验的基本要求和率定流量系数的流速仪法测流、水位观测、普通测量,应遵循国家标准GBJ138—90《水位观测标准》及现行河流流量测验规范的有关规定。
流量系数关系线(式)的检验,可参照《水文年鉴编印规范》SD244—87中的有关规定。
中国灌区协会“全国灌区量水技术研讨班”教材流速仪测流法及水工建筑物量水率定郭宗信河北省石津灌区管理局第一章流速仪测流法第一节流速仪测流的基本方法与测线布设流速仪测量河渠流量是利用面积~流速法,即用流速仪分别测出若干部分面积的垂直于过水断面的部分平均流速,然后乘以部分过水面积,求得部分流量,再计算其代数和得出断面流量。
从水力学的紊流理论和流速分布理论可知,每条垂线上不同位置的流速大小不一,而且同一个点的流速具有脉动现象。
所以用流速仪测量流速,一般要测算出点流速的时间平均值和流速断面的空间平均值。
即通常说的测点时均流速、垂线平均流速和部分平均流速。
(一)基本方法流速仪测流,在不同情况或要求下,可采用不同的方法。
其基本方法,根据精度及操作繁简的差别分为精测法、常测法和简测法。
1.精测法:精测法是在断面上用较多的垂线,在垂线上用较多的测点,而且测点流速要用消除脉动影响的测量方法。
用以研究各级水位下测流断面的水流规律,为精简测流工作提供依据。
2.常测法:常测法是在保证一定精度的前提下,在较少的垂线、测点上测速的一种方法。
此法一般以精测资料为依据,经过精简分析,精度达到要求时,即可作为经常性的测流方法。
3.简测法:在保证一定精度的前提下,经过精简分析,用尽可能少的垂线、测点测速的方法叫简测法。
在水流平缓,断面稳定的渠道上可选用单线法。
(二)测线布设测流断面上测深、测速垂线的数目和位置,直接影响过水断面积和部分平均流速测量精度。
因此在拟订测线布设方案时要进行周密的调查研究。
国际标准规定,在比较规则整齐的渠床断面上,任意两条测深垂线的间距,一般不大于渠宽的1/5,在形状不规则的断面上其间距不得大于渠宽的1/20。
测深垂线应分布均匀,能控制渠床变化的主要转折点。
一般渠岸坡脚处、水深最大点、渠底起伏转折点等都应设置测深垂线。
测速垂线的数目与过水断面的宽深比有关。
精测法的测速垂线数目与宽深比的关系式为:BN0=2D式中:N0——测速垂线数目;B——水面宽;D——断面平均水深。
水资源水量监测的5个常用测验方法
(1)流速面积法。
这是使用最广泛的方法。
其基本原理是:通过横断面上单元面积的流量是该面积与水流速度(流速)的乘积。
分别测量各个部分的流速和面积即可求得流量。
此类
最适合含沙量大的河渠使用,施测范围0.006—90m3/s。
②量水堰。
根据出口断面形状不同,量水堰可分为三角形、矩形、梯形、抛物线型,适用于含沙量小的河流,实测范围0.001-1.0m3/s。
(3)浮标法。
要设置上、中、下三个断面。
从上游投放浮标,测定其流经上下断面的历时和
经过中断面的位置。
以上下断面间距除以历时求得浮标流速,再乘以系数,可求得垂线平均流速。
然后,用类似流速仪法的步骤,计算部分流量与断面流量。
有水面浮标、浮杆、双浮标等形式。
(4)超声波法。
适用于含沙量较小、漂浮物较少的河流。
通过在河的两岸用换能器同时朝着两
量。
《水文信息采集与处理》课程习题一、填空题1.水文测验指水文资料信息的收集、处理、存储和检索。
2.基本流量站网的布设原则为线的原则、区域原则、分类原则。
3.断面测量包括测量水深、起点距和水位。
4.断面测量工作实质上是由测量横断面和测量流速两部分工作组成。
5.按测流原理,流量测验的方法可分为(试列举四种):流速面积法、水力学法、化学法、物理法、直接法。
6.流速仪率定方程的一般形式为V=Kn+C。
7.运用流速仪且按积点法测流,垂线上的流速测点数目可选择为(试列举四种)一点、二点、三点、五点。
8.经验、半经验的垂线流速分布曲线有抛物线型、对数型、椭圆等。
9.确定浮标系数的方法有实验法、水位流量关系曲线法、水面流速系数法。
10.常见的量水堰有薄壁堰、三角形剖面堰、平坦V形堰。
11.在我国,最早采用浮标法测流的测站是海河小孙庄水文站,最早采用流速仪法测流的测站是淮河蚌埠水文站。
12.目前,按信息采集工作方式的不同,采集水文资料的基本途径有驻测、巡测、间测和水文调查。
13.水文测验中采用的基面有绝对基面、假定基面、测站基面、冻结基面。
14.水位观测的基本定时观测时间是每日8时。
15.依据水位级,可将测站水情特征划分为高水期,中水期,低水期,枯水期4个时期。
16.测量水深常用的方法有测深杆测深、测深锤测深、测深铅鱼测深和超声波回声测深仪测深。
17.运用流速仪且按积点法测流,垂线上的流速测点数目可选择为(试列举五种)一点、二点、三点、五点、六点。
18.流量资料的整编主要包括定线和推流两个环节。
19.洪水绳套曲线上各水力要素极值出现的顺序是最大比降(最大涨率)、最大流速、最大流量、最高水位。
20.利用水工建筑物推流时,其方法有水力学公式法,能量转换公式算得的效率曲线法。
21.积分法测流方法有积深法、积宽法、数值积分法。
22.泥沙颗粒分析包括测定泥沙粒径和各粒径组泥沙重量两项内容。
23.水文测站是指在流域内一定地点(或断面),按照统一标准对所需要的水文要素作系统观测,以取信息并处理为即时观测信息的指定水文观测地点。
水利工程测量技术中的水位测量和流速测量方法水利工程是指对水资源进行开发、利用和管理的一门学科。
在水利工程中,测量技术起着非常重要的作用,尤其是水位测量和流速测量方法。
本文将探讨水利工程测量技术中的水位测量和流速测量方法。
一、水位测量方法1. 水位计测量法水位计是测量水位高低最常用的仪器之一。
水位计有许多不同类型,包括气压水位计、气泡水位计和浮标水位计等。
其中,气泡水位计是一种常见且简便的水位测量方法。
它通过读取气泡在流体中的位置来确定水位高度,准确度较高。
2. 液位计测量法液位计是利用液位与管内或容器内压力的平衡原理来测量水位的一种仪器。
常见的液位计有差压液位计和浮子液位计。
差压液位计是通过测量液位上下两点之间的差压来确定水位高度的,而浮子液位计则是利用浮子下沉或上升的距离来测量水位。
二、流速测量方法1. 浮标法浮标法是一种简单常用的流速测量方法。
它利用在水流中放置一个浮标,并记录浮标通过两点之间的时间或距离来计算流速。
浮标法适用于较缓的水体,如河流等。
2. 流速计测量法流速计是一种测量水流速度的仪器。
常见的流速计有涡街流速计、瞬时流速计和超声波流速计等。
涡街流速计通过测量涡旋的频率和流速的关系来计算流速,瞬时流速计则是通过测量单位时间内通过传感器的流体体积来计算流速,超声波流速计则是利用超声波在流体中的传播速度来测量流速。
三、应用案例1. 水位测量应用水利工程中的水位测量在水库、河流、湖泊等水体的管理和控制中起着重要作用。
通过准确测量水位,可以及时掌握水库和河流的水位变化情况,从而进行水量调控和防洪工作。
2. 流速测量应用流速测量在水利工程中的应用广泛,包括水流量的计算、水力发电站的设计和运行管理等。
准确的流速测量可以帮助工程师了解水体的流动状态,为水力发电的设计和运行提供重要数据依据。
总结:水位测量和流速测量在水利工程中起着至关重要的作用。
水位测量方法包括水位计测量法和液位计测量法,而流速测量方法包括浮标法和流速计测量法。
流速仪测流法及水工建筑物量水率定郭宗信河北省石津灌区管理局第一章流速仪测流法第一节流速仪测流的基本方法与测线布设流速仪测量河渠流量是利用面积~流速法,即用流速仪分别测出若干部分面积的垂直于过水断面的部分平均流速,然后乘以部分过水面积,求得部分流量,再计算其代数和得出断面流量。
从水力学的紊流理论和流速分布理论可知,每条垂线上不同位置的流速大小不一,而且同一个点的流速具有脉动现象。
所以用流速仪测量流速,一般要测算出点流速的时间平均值和流速断面的空间平均值。
即通常说的测点时均流速、垂线平均流速和部分平均流速。
(一)基本方法流速仪测流,在不同情况或要求下,可采用不同的方法。
其基本方法,根据精度及操作繁简的差别分为精测法、常测法和简测法。
1.精测法:精测法是在断面上用较多的垂线,在垂线上用较多的测点,而且测点流速要用消除脉动影响的测量方法。
用以研究各级水位下测流断面的水流规律,为精简测流工作提供依据。
2.常测法:常测法是在保证一定精度的前提下,在较少的垂线、测点上测速的一种方法。
此法一般以精测资料为依据,经过精简分析,精度达到要求时,即可作为经常性的测流方法。
3.简测法:在保证一定精度的前提下,经过精简分析,用尽可能少的垂线、测点测速的方法叫简测法。
在水流平缓,断面稳定的渠道上可选用单线法。
(二)测线布设测流断面上测深、测速垂线的数目和位置,直接影响过水断面积和部分平均流速测量精度。
因此在拟订测线布设方案时要进行周密的调查研究。
国际标准规定,在比较规则整齐的渠床断面上,任意两条测深垂线的间距,一般不大于渠宽的1/5,在形状不规则的断面上其间距不得大于渠宽的1/20。
测深垂线应分布均匀,能控制渠床变化的主要转折点。
一般渠岸坡脚处、水深最大点、渠底起伏转折点等都应设置测深垂线。
测速垂线的数目与过水断面的宽深比有关。
精测法的测速垂线数目与宽深比的关系式为:BN0=2D式中:N0——测速垂线数目;B——水面宽;D——断面平均水深。
常测法的垂线数目与宽深比的关系式为:BN0=D简测法的测速垂线数目及其布置,应通过精简分析确定。
主流摆动剧烈或渠床不稳的测站,垂线不宜过少,垂线位置应优先分布在主流上。
垂线较少时,应尽量避免水流不平稳和紊动大的岸边或者回流区附近。
由于灌溉渠道的断面一般都比较规则,有些测站修建了标准断面,故可将测深垂线与测速垂线合并起来。
即在测线处既测深又测速。
根据实际情况,垂线可等距离或不等距离地布设。
若过水断面对称、水流对称,则垂线应尽量对称布设。
表1给出了平整断面上测线布设标准,供实际工作中参考。
表1 平整断面上不同水面宽的测线布设第二节断面测量与流速测量(一)断面测量断面测量包括测线间距(部分宽)测量和水深测量。
在测桥上测流时测线间距一般在布置测线时设置固定标志,其间距均事先测出,测流时只需测量水边宽度。
缆道测流时,测线间距是由循环索控制,水文绞车计数器显示的,因此计数器的读数与循环索的行进距离之间的比例应率定准确。
水深测量多用悬索或测秆直接观读,用悬索测深时,由于水流的冲击作用,入水后悬索向下游偏斜,一般偏角不大时,将湿绳长度视为水深,若偏角大于10°时则需修正湿绳长度后才得水深值。
用测秆测深时,往往有壅水现象,因此要修正壅水影响的水深误差。
即在观读水深时,减去壅水高度。
在混凝土衬砌的断面上测流,水深测量应注意测秆底盘下面一段尖端的高度,根据分化刻度的起始位置,进行相应的处理。
无论使用何种测具测量水深,测量时都应保持垂直状态。
在衬砌的标准测流断面上,若断面无淤积,水流稳定时,可以设置固定水尺,用水准仪测出水尺零点与各测线处渠底的高差,就得到每条测线处的实际水深值。
即:H j =h ±Δh j式中: H j ——第h 条垂线处的实际水深;h ——水尺读数;Δh j ——第j 条垂线处渠底与水尺零点的高差。
(二)流速测量测量垂线平均流速的方法,通常有积深法和积点法。
积深法的垂线平均流速计算公式为:V m =D1DVdy式中: V m ——垂线平均流速; D ——垂线水深;V ——垂线上任一深度y 处的流速。
积深法属于垂直方向的积分法,从理论上讲,在不考虑其它影响因素时,此法具有较高的精度。
然而,最常用的是积点法。
积点法是在垂线上按一定规律布置有限的测点施测点流,根据测得的各点流速,推算垂线平均流速。
流速在垂线上的分布规律,对于明渠流,一般采用普朗德—卡门对数模式:V η=V m (1.116+0.267lg η)式中:η——相对水深,η=y/D ,y 为自渠底算起的测点深;V m ——垂线上相对水深η处的流速;V m ——垂线平均流速。
以V m =1,并以不同的η值代入上式可求得垂线上的相对水深与流速的关系。
如表2。
根据垂线流速分布规律,施测垂线上若干个有代表性的测点流速,即可推算出垂线平均流速。
积点法的测速方法一般有以下几种:1.一点法:施测垂线上一个点的流速,代表垂线的平均流速。
测点设在自水面向下计算垂线水深的十分之六处(即0.6D )。
将流速仪悬吊在该点,实测的流速就是这条垂线的垂线平均流速:V m =V 0.62.二点法:测速点设在水面以下0.2及0.8相对水深处,两点的测点流速的平均值即为垂线平均流速:V m =28.02.0V V + 3.三点法:测速点设在水面下0.2、0.6、0.8相对水深处,三个测点流速的平均值或加权平均值即为垂线平均流速:V m =38.06.02.0V V V ++或:V m =428.06.02.0V V V ++4.五点法:测点设在水面(在水面以下5cm 左右处施测,以不露仪器的旋转部件为准)0.2、0.6、0.8相对水深处及渠底(离开渠底2~5cm )。
各测点流速的加权平均值即为垂线平均流速:V m =102330.18.06.02.00.0V V V V V ++++施测中,具体采用几点法,要根据垂线水深来确定。
一般地说多点法较少点法更精确一些,但垂线上流速测点的间距,不宜小于流速仪旋桨或旋杯的直径。
为了克服流速脉动的影响,每个测点的测速历时均应在100秒以上。
表3给出了不同水深测速方法的选择参考标准。
表3 不同水深的测速方法第三节 断面流量计算断面流量计算一般采用平均分割法。
计算步骤如下:1.计算测点流速:根据施测记录的转数和历时,按流速公式V=kn+C ,计算测点流速;2.计算垂线平均流速:根据实测情况,按垂线平均流速的计算方法,求出各测线的垂线平均流速:V m1、V m2……V m (n-1);3.计算部分平均流速:部分平均流速就是相邻两条测线的垂线平均流速的平均值:V 2=21(V m1+V m2)V 3=21(V m2+V m3) … … … …水边部分平均流速(V 1或V n ),等于近岸测线的垂线平均流速(V m1或V m(n-1))乘以岸边流速系数α:V 1=αV m1 V n =αV m (n-1)岸边流速系数α,与渠道的断面形状、渠岸的糙率、水流条件等有关。
合理地选取α值,对提高流量施测精度有显着影响。
α值可以通过实测确定。
4.计算部分面积:部分面积由相邻的两条测线处的水深的平均值乘以测线间距而得,如图1中:f 2=21(D 1+D 2)b 2f 3=21(D 2+D 3)b 3 … … … …两水边部分面积为:f 1=21D 1b 1f n =21D n-1b n5.计算部分流量:由每块部分面积乘以该面积上对应的部分平均流速即得部分流量。
设各个部分流量为:q 1、q 2、q 3……q n ,则:q 1=V 1×f 1 q 2= V 2×f 2 q 3=V 3×f 3 … … … q n = V n ×f n6.计算断面流量:各个部分流量之和即为断面流量(Q ):Q=∑=ni qi 1流量实测的记录计算表格形式如表4。
表4 测流记载及计算表校核:计算:第四节流速仪测量方法的精简分析(一)常测法的精简分析1.用精测资料精简分析根据精测资料,选取一部分测线、测点,缩短测点测速历时,重新计算断面流量,求出与精测流量之间的随机误差和系统误差,如各项误差符合表5的要求,精简方案即可用作常测法。
表5 常测法的误差界限分析步骤如下:(1)绘制流速横向分布图。
根据流速横向分布情况,合理地选择布设垂线,使精简垂线后,流速横向分布能基本上维持原形;(2)绘制流速垂直分布图。
根据流速垂线分布情况拟定测点精简方案;(3)根据上述初步选定的测线测点,用少数精测资料,进行精简前后单宽流量计算,并绘出单宽流量横向分布图,比较不同精简方案的这种图形,选择流量误差小者,进行全面的精简分析计算;(4)将所有精测资料,按拟定的几种精简方案,重新计算断面流量。
然后将每一个精简方案的流量成果与精测法流量成果比较,进行误差分析。
按规范标准(见表5)确定合理方案。
2.常测法分开精简法所谓分开精简分析,是采用垂线、测点分开作精简计算,适用于难以取得精测法资料的测站。
其分析步骤是:(1)在测流断面上选择有代表性的少数测速垂线,用多点法在各级水位分别测速,取得30次以上的资料。
然后,分别计算每种精简测点方案的垂线平均流速,并与多点法比较,计算相对误差,并统计系统误差及累积频率75%和95%的随机误差;(2)按正规精测法布置测速垂线,而用少点法在各级水位测流,取得不少于30次以上资料后,进行垂线精简,并分别计算各精简方案的流量相对误差。
再统计系统误差及累积频率75%和95%的随机误差;(3)将上述两项分开精简的各种方案,进行不同的组合,产生若干精简方案,这些方案的误差计算方法如下: 综合随机误差:m=nm m d x ⨯+α22式中: m ——断面流量随机误差的综合值;m x ——用多线少点资料精简垂线的误差; m d ——用多点法资料精简测点的误差; n ——各多线资料中测速垂线数的平均值; α——不等权系数,1>α>niq q ,其中i q 为部分流量的均值,采用总流量除以垂线数,q n 为最大部分流量。
综合系统误差:X Q =X d +X x式中: X Q ——断面流量的综合系统误差;X d ——精简测点使流量产生的系统误差; X x ——精简垂线使流量产生的系统误差;当上述综合随机误差和综合系统误差符合规范标准(表5)时,则精简方案成立。
(二)简测法的精简分析对于断面比较稳定的测站,可采用一线一点法、两线一点法、一线两点法、一线三点法等精简方案。
步骤如下:(1)选几种中高水位的精测法(或常测法)资料,绘综合断面图及V m/V (垂线平均流速与断面平均流速的比值)横向分布曲线。
选择V m/V比较稳定的几个部位,作为初步拟定单位流速(V0)的分析位置;(2)在上述初步确定部位附近,取测速垂线的全部测速资料,摘出各垂线和测点的实测流速,计算单位流速(一线一点法、一线两点法或一线三点法等);(3)以各次精测法(或常测法)的断面平均流速与单位流速点绘关系图,通过点群重心绘出关系线。