对超声波水位流量计在灌区的应用

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1、68节水灌溉·2009年第11期文章编号:100724929(2009)1120068203超声波水位流量计在灌区的应用吴振峰,霍志学(山西省洪洞县霍泉水利管理处,山西临汾041606)摘要:通过对灌溉渠道流量监测方法的原理分析,结合霍泉3条干渠的实际情况和历史测流数据,通过分析计算得出了合理有效的水力学公式,并很好地与超声波水位流量计相结合,实现了水量的自动计量和传输,有效地解决了霍泉3条干渠的用水管理问题。关键词:超声波;灌区测流;流量测量;超声波水位流量计中图分类号:S274.4文献标识码:B上根据特定的关系式计算出流量。

2、常用的方法有流速面积法、1灌区概况水力学法、化学法、物理法。霍泉位于洪洞县城东北15km处的广胜寺霍山南麓。地(1)流速面积法。根据流速测定和断面测定计算流量。理位置东径111°47′30″,北纬36°17′30″,泉口高程581.6m,多(2)水力学法。根据水位流量关系,由测得的水位代入水33年平均流量3.25m/s,现有流量2.88m/s,是山西省著名的力学公式求算流量。盐溶大泉。(3)化学法。将已知量的可溶性指示剂注入河水中,由于泉内比较大的出水点20余处,其余小出水点呈蜂窝状出水流作用使指示剂在水中扩散,通过测定指示剂在

3、水中的浓度流,无以数计。泉水集中在人工修建的矩形泉池内,由渠道及推算流量。管道引出,现有南干、北干、中干3条渠道及山西焦化集团工业(4)物理法。根据某种物理量在水中的变化情况,测定河生活供水、1个县城生产生活管道出水口,担负着1.533万hm2流的断面和水流的平均流速,再计算流量。如超声波法、电磁感应法、光学法等。农田灌溉和向山焦集团工业供水、洪洞县生产生活供水的重在实际应用中最为常用的观测流量的方法是流速面积法、任,是本县重要的水源地之一。3力学法和物理法。流量大于10m/s的渠道,一般采用流速面2应用情况说明积法,以保证测量

4、精度;流量为1～10m3/s的渠道面广量大,测流应求简便,优先考虑力学法,利用建筑物量水。通过建设自动化系统来实现泉源上南干、北干、中干3条渠道的水量自动计量和传输,3条渠道基本情况见表1。3.2自动化测流仪器介绍自动化测流仪器也是利用上面的原理进行测流的,从原理表13条渠道基本情况上可分为2大类:一类是利用流速面积法及物理法,一类是利渠道尺寸渠道正常流速/正常水位/设计流速/用力学法。(宽×深)/纵坡名称(m·s-1)m(m·s-1)利用流速面积法测流的仪器一般分为2部分:一部分测量(m×m)流速,一部分测量断面面积,从而计算

5、出流量。测量流速部分北干2.0×1.850.900.89～0.9031/330(倒坡)有超声波(时差法、多谱勒法)、电磁感应等。此类设备造价很中干2.4×1.100.450.2531/600(倒坡)高,安装复杂,精度较高,多用于较宽的渠道或河道,进行多点南干2.3×1.901.201.10～1.2021/3000测流。利用力学法测流的仪器是测量水位,然后根据相应的公式3渠道流量监测原理分析测算流量,测量水位有压力式、浮子式、超声波式等。此类设备3.1渠道流量监测方法介绍造价较低、安装方便,但精度根据量水建筑物而不同,多用于小流量

6、一般无法直接观测,主要是在流速和水位测定的基础型渠道,配合量水建筑物使用。收稿日期:2009206208作者简介:吴振峰(1972O),男,助理工程师,现从事水工建筑设计和灌溉管理。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net超声波水位流量计在灌区的应用吴振峰霍志学693.3测流方案选择公式:3.4509根据霍泉灌区实际情况,南干、中干、北干3条渠道都比较Q=1.215H规则,且有历年的人

7、工观测资料,所以我们选用超声波水位流(4)应用条件。水尺的位置和零点不变。量计,通过资料分析得出水位～流量关系表,然后安装超声波4.2中干渠量水解决方案水位流量计自动通过水位～流量关系表测算出实时流量,并进中干渠首建有无吼段量水槽,比较规范。积累原始流量观行累计。测数据56次。经分析,数据资料分布规则。建议利用原有公超声波水位流量计直接测量的物理量是液位。用于明渠式进行流量测算或根据56次观测数据重新分析水位～流量关测流量时,在明渠上安装量水堰槽,量水堰槽把明渠内流量的系,建立新的流量公式推算流量。大小转成液位的高低。仪表测量量

8、水堰槽内的水位,再按相应(1)数据分析处理。对56次测流资料进行回归分析,全部量水堰槽的计算公式或水位～流量关系反算出流量。为有效点据。分析得出水位～流量关系式为:1.5484仪器的的探头安装在量水堰槽水位观测点位置上,测量流Q=3.8345H经量水堰槽的水位。