渠道测流3-陶家俊.ppt

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1、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、矩形断面水面宽度过水面积湿周水力半径常用于岩石中开凿、两侧用条石砌成的渠混凝土渠木渠hb2、梯形断面：水面宽度B=b+2mh过水面积湿周水力半径Bhb1m3、圆形断面水面宽度过水面积湿周水力半径用于无压隧洞d

2、hθ（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：1~2%矩形堰：1~4%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：0.1~40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

3、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；测流测点的布置测速垂线布设水面宽/m测线间距/m测线数目20～502.0～5.010～205～201.0～2.55～81.5～50.25～0.63～7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60s～10

4、0s）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

5、+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

6、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

7、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ω过水断面面积?n糙率?x湿周?i底坡降?R水力半径Ri#VALUE!R1/6#VALUE!#VALUE!C谢才系数#VALUE!Q#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（

8、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