渠道测流3-陶家俊

渠道测流简介,2012.8.,一、渠道流量监测,渠道流量：单位时间通过渠道断面的水量，Q=A*V。Q为通过渠道断面的水量，一般单位每秒立方米。A为渠道断面面积，一般单位平方米。V为通过渠道断面的平均流速，一般单位平方米。,（一）渠道水力要素,明渠断面形状、尺寸、底坡对水流运动有重要影响。因此，要了解明渠水流运动的规律，首先必须了解明渠类型及其水力要素等。,1、矩形断面,常用于岩石中开凿、两侧用条石砌成的渠混凝土渠木渠,3、圆形断面,（二）渠道流速分布,1、矩形断面,2、梯形断面,3、U形断面,（三）渠道流量测验方法,堰闸测流法流速仪法（主要介绍）流量计法（介绍利用现代仪器测流),1、堰闸测流法,按断面形状分：三角堰、梯形堰、矩形堰流等。按壁宽分：宽顶堰、薄壁堰等。按堰槽长度分：长喉道槽堰、短喉道槽堰等。,测流堰的选择：在测流精度方面，堰槽排列顺序如下：直角三角堰：12%矩形堰：14%巴歇尔槽：3%无喉道槽：4%与超声明渠流量计配用，适用流量范围：直角三角堰：0.140升/秒矩形堰：2升/秒以上，小于10立方米/秒巴歇尔槽：1升/秒以上，小于10立方米/秒无喉道槽：1升/秒以上，小于3立方米/秒,三角堰（适用于流量小，精度要求高）,2、流速仪法,测流渠段要求：渠段顺直，断面规范，无淤泥和杂草；渠道比降没有突变，水流流态近是于明渠均匀流；,测流测点的布置,垂线流速测点的分布位置,单个测点的测速历：不宜少于100s（当流速变率较大或垂线上测点较多时，可采用60s100s）垂线平均流速的计算方法：a）一点法：b）二点法：c）三点法：d）五点法：式中：垂线平均流速，单位为米每秒(m/s)；、分别为0.0(水面)、0.2、0.6、0.8、1.O(渠底)相对水深处的测点流速，单位为米每秒(m/s)。,流量计算,单垂线：Q=V*Q多垂线：二根垂线：Q=(v1)*A1)+(v1+v2)/2*A2)+(v2)*A2)三根垂线：Q=(v1)*A1)+(v1+v2)/2*A2)+(v2+v3)/2*A3)+(v3*A4)四根垂线：Q=(v1*A1)+(v1+v2)/2*A2)+(v2+v3)/2*A3)+(v3+v4)/2*A4)+(v4*A5)依次内推。式中，Vi为i号垂线流速，Ai为i块断面面积。,L-01智能型明渠流量计以流速-水位运算法为基础，并采用了先进的流速测量仪和水位测量仪，从而确保测速和运算的准确性的一种新型智能化流量系统，根据渠道的宽度和测量精度的要求，采用单探头法或多探头法明渠测流的数学模型。,3、现代测流技术,手持式电波流速仪原理：雷达枪向水流方向发出无线电波，当电波的能量撞击水面时，波的能量的一小部分返回到雷达设置天线。然后，雷达设备根据发射和返回信号频率的不同，测定水流速度。,ADCP的原理ADCP利用声学多普勒效应进行测流。它的换能器发射出一定频率的脉冲，该脉冲碰到水体中的悬浮物质后产生后向散射回波信号，该信号为ADCP所接收。由于悬浮物质随流漂移，使该回波信号频率与发射频率之间产生一个频差，即多普勒频移。根据这一频移的大小和符号（正负），即能计算出流速和流向,渠道分为规整断面和不规整断面，对于规则的断面，可按找水力学的流量方法建立公式；对于不规则的断面，按照天然河道推流方法建立水位流量关系图。规整断面：按照水力学方法建立水位流量公式通过实测校正系数。,四、渠道流量的推算方法,1、明渠均匀流的流量计算公式：明渠均匀流是水流在渠道中流动，各断面的水深、断面平均流速和流速分布都沿流向不变，这种水流状况称为明渠均匀流。其中，n糙率根据渠道护坡情况不同，没有实测资料时，采用实测流量反推。,（一）规则断面渠道,渠道水力计算公式表,2、测流堰流量计算,直角三角堰Q=m*h(5/2)其中，Q流量（m3/s）；h堰上水头（m）;m为系数（实验得或实测校正）矩形堰Q=m*b*sqrt(2g)*h(3/2)其中，Q流量（m3/s）；b堰宽（m）；h堰上水头（m）；p堰顶板至堰顶距离（m）m为系数（实验得或实测校正）。,（二）不规则断面渠道,由实测流量成果建立水位流量关系图制作水位流量关系表由水位查流量,（三）逐日平均流量的计算,逐日平均流量计算有：日平均水位直查或计算法、面积包围法两种方法，当一日内流量变化不大时，采