(工程水文)流量测验
§3.3流量测验
流量是单位时间内流过江河某一横断面的水量。 流量是反 映江河、湖泊、水库等水体水量变化的基本数据,也是河流最 重要的水文特征值。
一、流量测流的方法
测流方法有很多,按工作原理,可分为下列几种类型:
1、 流速面积法。有流速仪法、航空法、积宽法、浮标法等。 2、 水力学法。包括量水建筑物和水工建筑物测流。 3、 化学法。又称溶液法、稀释法、混合法。
4、 物理法。有超声波法、电磁法和光学法。
流速面积法是目前国内外使用最为广泛的方法,本节着重介绍。
二、流速面积法测流 1.概述 流速面积法测流原理:通过测算部分流速Vi 和 部分面积Ai ,两者的乘积为通过该部分面积上 的流量Q i,累计可求得全断面的流量Q=ΣQi。
流速面积法测流工作包括断面测量和流速测量
N v K C T
Hale Waihona Puke K——仪器常数; C——摩阻系数; N——总转数; T——测速历时。
(2)测速垂线布设与测点选择
根据水文测验规范:沿水面→布设多条测速垂线,再沿水深→布设几个测 速点,由点流速计算流量。
测速垂线上测速点的布置,常用一点式,二点式 ,三点式和五点式。
数目 一点 二点 三点 五点
1 A1 H 1 b1 2
已知各垂线平均流速,则可绘出流速分布图:
1 V4 ( Vm 3 Vm 4 ) 2
Vm1
Vm2 Vm3 Vm4
Vm5
b1 b2 b3 b4 b5 b6 A1 H H2 H3 H 4 H5 1
V1 Vm1
A6
A2
A3 A4 A5
断面流量计算示意图
(4)计算部分流量
V1 Vm1
式中, Vm1 ~ 靠岸边第一条测线的平均流速
~ 岸边系数:
斜坡岸, =0.7 陡坡岸, =0.8 光滑坡岸, =0.9 死水边, =0.6
(3) 求部分面积
中间部分面积按梯形面积公式计算:
1 A i ( H i - 1 H i )bi 2
岸边的部分面积按三角形面积计算:
Qi Vi Ai (m / s)
(5)计算断面流量
Q A1V1 AiVi AnVn AiVi
i 1
n
式中, Ai ~ 断面上的部分面积(m2)
Vi
~ 部分面积上的平均流速(m/s)
适合的水深 (m)
< 1.5 1.5 ~ 2.0 2.0 ~ 3.0
五点法
Vm=(V0.0+3V0.2+3V0.6+2V0.8+V1.0)/10
> 3.0
(2)求部分平均流速
中间部分面积上的平均流速计算:
1 Vi (Vm ,i 1 Vm ,i ) 2
靠岸边部分面积上的平均流速计算:
两部分。
2.断面测量
3.流速测量
当前,国内外在天然河道流速测量中普遍采用流速仪法。
(1)流速仪及其原理
流速仪可划分为转子流速仪和非转子式流速仪两大类,我国常 用是转子流速仪。按旋转器不同分成旋杯式流速仪和旋桨式流速 仪
转子流速仪有感应水流的旋转器、记录信号的计数 器和保持仪器头部正对水流的尾翼等三部分组成。旋杯 或旋桨受水流冲击而旋转,流速愈大,转速愈快。平均 每秒的转数n与流速v的关系:
测点位置 0.6h 或0.5h 0.2、 0.8h 0.2、0.6、0.8h 水面、0.2、0.6、0.8h、 河底
适合的水深(m) <1.5 1.5 ~ 2.0 2.0 ~ 3.0 >3.0
4.流量计算
计算流量的步骤: (1) 求垂线平均流速
按测点数区分的公 式名称
一点法 二点法 三点法 计 算 公 式 Vm=V0.6 Vm=(V0.2+V0.8)/2 Vm=(V0.2+V0.6+V0.8)/3