渠道测流3陶家俊讲解课件.ppt

1、渠道测流简介2012.8.一、渠道流量监测一、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 1、矩形断面、矩形断面 水面宽度水面宽度 过水面积过水面积 湿湿 周周 水力半径水力半径 bB bhA hb2 hbbhAR2 常用于岩石中开凿、两侧用条石砌成的渠常用于岩石中开凿、两侧用条石砌成的渠 混凝土渠混凝土渠 木渠木渠

2、hb2 2、梯形断面：、梯形断面：水面宽度水面宽度 B=b+2mh 过水面积过水面积 hmhbA)(湿湿 周周 水力半径水力半径 212mhb 212mhbhmhbAR )(Bhb1m 3 3、圆形断面 水面宽度水面宽度 过水面积过水面积 湿湿 周周 水力半径水力半径)(2hdhB)sin(82dAd2 )sin(141AR用于无压隧洞用于无压隧洞dh（二）渠道流速分布（二）渠道流速分布 1、矩形断面、矩形断面yxh=16.89cmum0.9um0.8 5um0.7 5um2 02、梯形断面 3、U形断面（三）渠道流量测验方法（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

3、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：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、流速仪法测流渠段要测流渠段要求：求：渠段顺直，渠段顺直，断面规范，断面规范，无淤泥和杂无淤泥和杂草

4、；草；渠道比降没渠道比降没有突变，水有突变，水流流态近是流流态近是于明渠均匀于明渠均匀流；流；测流测点的布置测流测点的布置测速垂线布设水面宽/m测线间距/m测线数目20502.05.010205201.02.5581.550.250.637垂线流速测点的分布位置测点数相对水深一点0.6二点0.2、0.8三点0.2、0.6、0.8五点0.0、0.2、0.6、0.8、1.0注：相对水深为仪器入水深度与垂线水深之比。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

5、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)。28.02.0VVVm6.0VVm38.06.02.0VVVVm102330.18.06.02.00.0VVVVVVm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

6、。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、现代测流技术 手持式电波流手持式电波流速仪速仪 原理：雷达枪向水原理：雷达枪向水流方向发出无线电流方向发出无线电波，当电波的能量波，当电波的能量撞击水面时，波的撞击水面时，波的能量的一小部分返能量的一小部分返回到雷达设置天线回到雷达设置天线。然后，雷达设备。然后，雷达设备根据发射和返回信根据发射和返回信号频率的不同，测

7、号频率的不同，测定水流速度。定水流速度。ADCP的原理的原理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、明渠均匀流的流量计算公式：流

8、量计算公式：明渠明渠均匀流是水流在渠道均匀流是水流在渠道中流动，各断面的水中流动，各断面的水深、断面平均流速和深、断面平均流速和流速分布都沿流向不流速分布都沿流向不变，这种水流状况称变，这种水流状况称为明渠均匀流。其中，为明渠均匀流。其中，n n糙率根据渠道护坡糙率根据渠道护坡情况不同，没有实测情况不同，没有实测资料时，采用实测流资料时，采用实测流量反推。量反推。iRCWQ糙率渠道纵坡水力半径谢才系数过水断面流量nixwRRRnCCWWsmQg1/23（一）规则断面渠道过水断面面积过水断面面积?n n糙率糙率?x x湿周湿周?i i底坡降底坡降?R R水力半径水力半径 RiRi#VALUE!#

9、VALUE!R R1/61/6#VALUE!#VALUE!#VALUE!#VALUE!C C谢才系数谢才系数#VALUE!#VALUE!Q Q#VALUE!#VALUE!#VALUE!#VALUE!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，采用日平均流量直查或计算法否则选用面积包围法。日平均水位直查或计算法：Q=（H、Q)图查Q;或Q=（H)公式计算Q；面积包围法 Q=Q1a+Q2（a+b）+Qn-1(m+n)+Qnn/48