水文测验复习资料

1、浮标测流法及航空摄影测流法浮标测流法及航空摄影测流法一、浮标测流法一、浮标测流法 浮标法是通过测定水面或水中的人工或天然漂浮物浮标法是通过测定水面或水中的人工或天然漂浮物随水流运动的速度以推求流量的方法。随水流运动的速度以推求流量的方法。它是一种简便有它是一种简便有效的测流方法，尤其适用于大洪水或水面漂浮物多，流效的测流方法，尤其适用于大洪水或水面漂浮物多，流速仪无法施测的情况。速仪无法施测的情况。 （一）浮标法测流的基本原理（一）浮标法测流的基本原理 概念上通过全断面的流量为：概念上通过全断面的流量为：采用垂线流速分布曲线为对数函数，采用垂线流速分布曲线为对数函数， 前面已证明前面已证明Kv

2、vvm*0BmBhB hdBvhdBdhvhhdBdhvQ0000 01则可得：则可得：虚流量虚流量 大于断面流量大于断面流量 ，即有：，即有： 称为水面流速系数。称为水面流速系数。（二）浮标测流方法（二）浮标测流方法 任何水中漂浮之物均可作浮标。但任何水中漂浮之物均可作浮标。但夜间测流时需夜间测流时需使用有亮光的人工浮标。使用有亮光的人工浮标。FKvQFKvFvdBhKvdBhvdBhKvvdBvhQfBBBBm *000*00*00fQQ（350）ffffQKQQQK1fK测流河段测流河段Ll （三）浮标测流的流量计算三）浮标测流的流量计算 1.均匀投放水面浮标时的流量计算均匀投放水面浮标

3、时的流量计算 在坐标纸上绘断面图：用算术平均法计算相应在坐标纸上绘断面图：用算术平均法计算相应水位，借用断面。水位，借用断面。 计算各浮标的起点距和虚流速：起点距的计算计算各浮标的起点距和虚流速：起点距的计算同前。同前。浮标虚流速的计算公式为浮标虚流速的计算公式为TLvf 绘制虚流速横向分布曲线：在水面线以上，纵绘制虚流速横向分布曲线：在水面线以上，纵坐标表示虚流速，横坐标为起点距，将各浮标虚流速坐标表示虚流速，横坐标为起点距，将各浮标虚流速值及对应的起点距点绘于图中值及对应的起点距点绘于图中(如图如图333中小旗的点中小旗的点位位)，通过各点连光滑曲线。，通过各点连光滑曲线。 计算部分虚流量

4、及断面虚流量：在虚流速横向计算部分虚流量及断面虚流量：在虚流速横向分布曲线图上查得各条测深垂线的虚流速。计算两测分布曲线图上查得各条测深垂线的虚流速。计算两测深垂线间的部分面积深垂线间的部分面积 和部分平均虚流速和部分平均虚流速 ，则部分，则部分虚流量为虚流量为 ；断面虚流量为；断面虚流量为 。 计算断面流量：计算断面流量： 2. 中泓浮标法测流时流量的计算中泓浮标法测流时流量的计算 中泓浮标法实测流量按下式计算：中泓浮标法实测流量按下式计算：ifiviiifvqiiqQffQKQFVKQmfmax （四）浮标系数的分析（四）浮标系数的分析 1.实验法实验法 实验法是用流速仪法和浮标法同时施测

5、流量，按公实验法是用流速仪法和浮标法同时施测流量，按公式（式（350）计算水面浮标系数的方法。比测应在不同）计算水面浮标系数的方法。比测应在不同水位不同风向、风速情况下进行。累计多次资料后绘水位不同风向、风速情况下进行。累计多次资料后绘制浮标系数与断面平均浮标流速的关系曲线备用。制浮标系数与断面平均浮标流速的关系曲线备用。 各种浮标法各种浮标法测流方案，都必测流方案，都必须通过试验分别须通过试验分别确定浮标系数。确定浮标系数。FQvff_fvfKfKfv风速风速 2.经验法经验法 一般采用如下公式计算：一般采用如下公式计算： 断面浮标系数；断面浮标系数； 断面平均水面流速系数；断面平均水面流速

6、系数； 浮标阻力分布系数；浮标阻力分布系数； 断面平均空气阻力参数。断面平均空气阻力参数。 断面平均水面流速系数，由水位与断面平均水面断面平均水面流速系数，由水位与断面平均水面流速系数关系曲线上查读。浮标阻力分布系数和断面流速系数关系曲线上查读。浮标阻力分布系数和断面平均空气阻力参数由试验站资料分析得出。平均空气阻力参数由试验站资料分析得出。)1 (_1_ufKAKKfKfK1KuKA二、航空摄影测流法二、航空摄影测流法 利用航空摄影测定水面流速，借以推算流量，利用航空摄影测定水面流速，借以推算流量，原理与浮标法测流类似。测流时根据河宽选择照片比原理与浮标法测流类似。测流时根据河宽选择照片比例

7、，向河中投放浮标，在一定时段内对浮标摄影两次例，向河中投放浮标，在一定时段内对浮标摄影两次，可计算浮标流速。先期工作：枯水期测水下和岸上，可计算浮标流速。先期工作：枯水期测水下和岸上地形，制作施测地区地形图，测量时由地形图得断面地形，制作施测地区地形图，测量时由地形图得断面其它流速面积法流量测验其它流速面积法流量测验一、缆道积宽法测流一、缆道积宽法测流 缆缆道积宽法是用缆道输送流速仪沿断面横渡进行道积宽法是用缆道输送流速仪沿断面横渡进行流速测量，并结合断面资料推求流量的方法。它能缩流速测量，并结合断面资料推求流量的方法。它能缩短测流历时短、工效高。短测流历时短、工效高。 （一）缆道积宽法测流的

8、基本原理（一）缆道积宽法测流的基本原理测得的流速是水流速度和流速仪航速的合成速度。当测得的流速是水流速度和流速仪航速的合成速度。当流速仪航速很小时，直接使用公式计算水平向平均流流速仪航速很小时，直接使用公式计算水平向平均流速。当流速仪航速较大时，必须改正。速。当流速仪航速较大时，必须改正。CTNKdbCTNKBdbvBvBB 0011积测流河段测流河段vvbv积v2222TLCTNKvvvbv积 缆道积宽法测流的流量计算：缆道积宽法测流的流量计算：缆道积宽法测流一缆道积宽法测流一般只测水面平均流速，其流量按下式计算：般只测水面平均流速，其流量按下式计算：系数系数 由比测法事先确定。由比测法事先

9、确定。 3缆道积宽法测流的几个问题缆道积宽法测流的几个问题 岸边盲区的处理：岸边盲区的处理：由于河道两岸为斜坡，测量由于河道两岸为斜坡，测量时流速仪和铅鱼要有一定的入水深度，因此河道两岸岸时流速仪和铅鱼要有一定的入水深度，因此河道两岸岸边部分存在盲区，测流时必须处理。处理方法是分别测边部分存在盲区，测流时必须处理。处理方法是分别测出积宽起、终点的流速及实测段出积宽起、终点的流速及实测段(积宽测速段积宽测速段)平均流速平均流速，按河宽加权求全断面的积宽平均流速，公式如下：，按河宽加权求全断面的积宽平均流速，公式如下：00vFKQKQ积积积K右积左右右积积左左积BBBBvBvBvv,0,0,00,

10、 流速仪横向速度流速仪横向速度(航速航速)的问题：的问题：流速仪横向流速仪横向速度速度(航速航速)与积宽测速成果的质量有密切关系。在与积宽测速成果的质量有密切关系。在一定水流条件下，航速越大，其在合速度中所占成一定水流条件下，航速越大，其在合速度中所占成分也越大，积宽流速所占成分就越小，容易造成测分也越大，积宽流速所占成分就越小，容易造成测验误差。验误差。二、比降面积法测流二、比降面积法测流 根据测验河段实测或调查的水位根据测验河段实测或调查的水位(或比降或比降)和断和断面面积资料，用水力学公式计算河段瞬时流量的方面面积资料，用水力学公式计算河段瞬时流量的方法称比降面积法。法称比降面积法。它不

11、仅是当流速仪法和水面浮标它不仅是当流速仪法和水面浮标法测流有困难时，一种不可缺少的测流措施，而且法测流有困难时，一种不可缺少的测流措施，而且对常年要测流的一般河道站，经试验证明，在符合对常年要测流的一般河道站，经试验证明，在符合精度要求的情况下，也可与流速仪法和水面浮标法相精度要求的情况下，也可与流速仪法和水面浮标法相互间插使用；在流速仪法适当校测的前提下，还可作互间插使用；在流速仪法适当校测的前提下，还可作为测站经常性的测流方法。为测站经常性的测流方法。 水力比降，河段顺直均匀时可由水面比降代水力比降，河段顺直均匀时可由水面比降代替。替。 糙率，由试验资料分析。糙率，由试验资料分析。 河段平

12、均断面面积，按下式计算河段平均断面面积，按下式计算 21321eSRnAvAQeSnA)1(222121mAAAAAmm 用于计算河段平均断面面积的断面不少于用于计算河段平均断面面积的断面不少于3个。个。 河段平均水力半径，按下式计算河段平均水力半径，按下式计算河段平均湿周用下式计算河段平均湿周用下式计算RAR) 1( 222121mmm11或A22或A11mmA或mmA或Lb其它测流方法其它测流方法一、量水建筑物测流一、量水建筑物测流 （一）量水槽（巴歇尔水槽）（一）量水槽（巴歇尔水槽） 有多种尺寸，主要用于有多种尺寸，主要用于灌渠灌渠和其它和其它渠道渠道测流，测流，水文测验手册水文测验手册

13、上可查设计尺寸。上可查设计尺寸。 （二）量水堰（二）量水堰 水力学公式的应用（略）。水力学公式的应用（略）。二、水电站测流二、水电站测流 通过水电站的泄水建筑物（溢洪道、泄洪洞、排通过水电站的泄水建筑物（溢洪道、泄洪洞、排沙孔等）和发电机组测量流量。沙孔等）和发电机组测量流量。 水电站的水电站的泄水建筑物泄水建筑物均有泄流公式，见水力学教均有泄流公式，见水力学教材，公式中的材，公式中的流量系数流量系数一般一般应试验率定应试验率定，也可查有关，也可查有关水力计算手册水力计算手册。通过发电机组的流量通过发电机组的流量就是水轮机就是水轮机压力水管进口的流量压力水管进口的流量。1R2Ruv, 1uv,

14、21v止水断面止水断面QqFvQqQqQnooo360360360水轮机任意点流速的转水轮机任意点流速的转动矩为常数：动矩为常数：KRv分解转动矩为切向分量分解转动矩为切向分量和径向分量：和径向分量：uurrKRvKRv121和和2两点的压力水头：两点的压力水头：)22(222, 22, 12221gvgvchgvgvhuugvRRchvRRvKRvRvuuuuuu212, 1221, 121, 22, 21, 1解出：解出：进水管过流断面径向流速分布近似直线，故中心点流进水管过流断面径向流速分布近似直线，故中心点流速近似断面平均流速速近似断面平均流速，又因为：，又因为：故有：故有： 最后：最

15、后：221,112RRcghvunnnuKRvRv, 11, 1hKRRcghRRvRRvnunn2211, 1112hKhKFFvQono0360360三、超声波测流超声波测流 （一）时差法：（一）时差法： )11(cos221TTLvcos vvpppvCvC逆流传播速度顺流传播速度ppvCLTvCLT逆流传播时间顺流传播时间21LvLvLvCLvCTTpppcos221121 1.分层测流法分层测流法 2 .单层测流法单层测流法 关键是找出代表层。关键是找出代表层。 （二）频差法：（二）频差法：fCLCffLTTLvcos2)(cos2)11(cos21010四、溶液法测流四、溶液法测流（等速注入法）（等速注入法）