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目录1渠道及流态2渠道测流方法3渠道测流设备4设备的选型
目 录
渠道及流态
渠道测流方法
渠道测流设备
设备的选型及安装维护
1. 选型
2. 选址
3. 安装
4. 维护
测流设备的率定
1. 对比测流工况与次数选择
2. 流速仪法的具体方法
3. 对比测流数据处理
4. 率定结果处理
测流设备的测量精度提高
在线测流系统的一般结构及组成
相关规范标准
国家水资源监控能力建设项目灌区渠首取水
渠道及流态
渠道也即明渠(英语open channel)是一种具有自由表面(表面上各点受大气压强的作用)水流的渠道。根据它的形成可分为天然明渠和人工明渠。前者如天然河道;后者如人工输水渠道、运河及未充满水流的管道等。
明渠流动是水流的部分周界与大气接触具有自由表面的流动。由于自由表面上相对压强为零,又称为无压流动。明渠一般作为明渠水流的简称,英语open channel flow。
明渠的特性有三点:水面一定与大气接触;且水位及流量跟随横断面的变化而变化;最后就是水流方向由重力决定,由高向低的方向流动。
根据这个特性我们可以知道除了平时的河道和人工运河外,由于排水管道的水流并未充满管道,所以这些都属于明渠。
按照运动要素是否随时间变化,明渠可分为明渠恒定流和明渠非恒定流。
按照运动要素是否随流程变化,明渠可分为明渠均匀流和明渠非均匀流。
按照变化的缓急程度,明渠可分为明渠急变流和明渠渐(缓)变流。
以上三个分级标准可以任意搭配,比如:明渠非恒定非均匀渐变流。
注意:不存在明渠非恒定均匀流。(当然也就不存在明渠非恒定均匀渐变流和急变流),原因是:水面有波动,不可能产生明渠非恒定均匀流。
急流与缓流:明渠中由于流速与波速的比值不同而出现的两种不同性质的水流形态。流速小于波速,外界干扰引起的水面波动能逆流上传的水流称为缓流。缓流水势平稳,遇到底部障碍物时水面下跌。流速大于波速,外界干扰引起的水面波动不能上传的水流称为急流。急流水势湍急,遇到底部障碍物时水面隆起,一跃而过。
渠道测流方法
明渠测流方法从原理上可分为两大类:水位法与流速面积法。
水位法是通过测量量水建筑物的上游水位(或上、下游水位)或渠道水位并经经验公式(或理论半理论公式)或实验曲线换算成流量来实现计量的。
流速面积法不需修建量水建筑物,通过测量过水断面面积(实际上过水断面面积是通过测量的水位来换算求得的)与断面流速来求得流量。
1、水位法
水位法主要有两大类:一类是通过测量顺直渠道(流态为恒定均匀流)的水位,然后通过理论或半理论公式(如谢才公式与曼宁公式)或水位流量关系曲线来计算出或插值出流量;另一类是通过测量水工建筑物的上下游水位,然后应用经验公式或实验曲线来求出流量。
第一类通过测量渠道水位来求流量的方法要求渠道流态必须为自由出流(也即恒定均匀流),不能出现下游雍水现象(也即淹没出流)。
第二类通过水工建筑物量水的方法也要求下游最好为自由出流,虽然这种方法在下游为淹没出流时也可以测流,但测量精度会大幅下降,基本上不采用。
采用水工建筑物量水的流量计实际上是由水位计、二次积算仪加辅助的工程建筑物的总称。
·辅助的工程建筑物主要有:
量水槽(巴希尔槽、无喉道量水槽等)
量水堰(薄壁堰、三角堰、宽顶堰等))
闸孔涵洞
·水位计主要有:
超声波水位计(接触式式)
超声波水位计(非接触式式)
浮子式水位计
压力式水位计
雷达水位计
磁伸缩水位计
水尺(人工读数)
一般讲如果是自由出流,用一个上游水位就可通过公式换算或查曲线求得流量,如果是淹没出流,则需要上下游两个水位。在精度方面,由高向低排列如下:
类型 精度
自由出流薄壁堰 2%
自由出流宽顶堰 3%
自由出流巴希尔槽 3%
自由出流无喉道量水槽 3%-5%
自由出流闸孔 5%
自由出流标准断面 5-20%
淹没出流薄壁堰 20%
淹没出流宽顶堰 25%
淹没出流巴希
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