流速仪测流法Word格式文档下载.docx

1、表 1给出了平整断面上测线布设标准, 供实际工作中参考。表1 平整断面上不同水面宽的测线布设渠别水面宽（m）测线间距（m）测线数目总干、干渠20 502.0 5.010 20分干、支渠5201.0 2.558支渠、斗渠1.5 50.25 0.637第二节 断面测量与流速测量（一）断面测量断面测量包括测线间距（部分宽）测量和水深测量。在测桥上测流时 测线间距一般在布置测线时设置固定标志，其间距均事先测出，测流时只 需测量水边宽度。缆道测流时，测线间距是由循环索控制，水文绞车计数 器显示的，因此计数器的读数与循环索的行进距离之间的比例应率定准确。水深测量多用悬索或测秆直接观读，用悬索测深时，由于水

2、流的冲击 作用，入水后悬索向下游偏斜，一般偏角不大时，将湿绳长度视为水深, 若偏角大于10时则需修正湿绳长度后才得水深值。用测秆测深时，往往有壅水现象，因此要修正壅水影响的水深误差。即在观读水深时，减去壅水高度。在混凝土衬砌的断面上测流，水深测量 应注意测秆底盘下面一段尖端的高度，根据分化刻度的起始位置，进行相 应的处理。无论使用何种测具测量水深，测量时都应保持垂直状态。在衬砌的标准测流断面上，若断面无淤积，水流稳定时，可以设置固 定水尺，用水准仪测出水尺零点与各测线处渠底的高差，就得到每条测线 处的实际水深值。即:式中:Hj=h hjHj第h条垂线处的实际水深;h水尺读数; hj第j条垂线处

3、渠底与水尺零点的高差。（二）流速测量测量垂线平均流速的方法，通常有积深法和积点法。积深法的垂线平 均流速计算公式为:1 DVm= Vdy Vm垂线平均流速;D垂线水深;V垂线上任一深度y处的流速。积深法属于垂直方向的积分法，从理论上讲，在不考虑其它影响因素 时，此法具有较高的精度。然而，最常用的是积点法。积点法是在垂线上 按一定规律布置有限的测点施测点流，根据测得的各点流速，推算垂线平 均流速。流速在垂线上的分布规律，对于明渠流，一般采用普朗德一卡门对数 模式:Vn =Vm （1.116+0.267lgn ）n 相对水深，n =y/D, y为自渠底算起的测点深;Vm垂线上相对水深n处的流速;V

4、m垂线平均流速。以Vm=1,并以不同的n值代入上式可求得垂线上的相对水深与流速的 关系。如表2。表2 当Vm=1时，n与V的关系相对深度（n）1.000.900.800.700.600.500.400.300.200.100.01测点流速（V）1.121.101.091.071.061.041.010.980.930.850.58根据垂线流速分布规律，施测垂线上若干个有代表性的测点流速，即 可推算出垂线平均流速。积点法的测速方法一般有以下几种:1.一点法：施测垂线上一个点的流速，代表垂线的平均流速。测点设在自水面向下计算垂线水深的十分之六处（即 0.6D）。将流速仪悬吊在该点, 实测的流速就是

5、这条垂线的垂线平均流速:V m=V 0.62.二点法：测速点设在水面以下 0.2及0.8相对水深处，两点的测点流 速的平均值即为垂线平均流速:、, V 0-2 +V 0.8Vm = 23.三点法：测速点设在水面下 0.2、0.6、0.8相对水深处，三个测点流 速的平均值或加权平均值即为垂线平均流速:、，V0.2 +V 0.6 +V 0.8Vm= V02+2V0.6+V0.8或:44.五点法：测点设在水面（在水面以下 5cm左右处施测，以不露仪器的旋转部件为准）0.2、0.6、0.8相对水深处及渠底（离开渠底 25cm）。各测点流速的加权平均值即为垂线平均流速:_ V0.0 +3V0.2 +3V

6、0.6 +2V08 +V1.010施测中，具体采用几点法，要根据垂线水深来确定。一般地说多点法较少点法更精确一些，但垂线上流速测点的间距，不宜小于流速仪旋桨或旋杯的直径。为了克服流速脉动的影响，每个测点的测速历时均应在100秒以上。表3给出了不同水深测速方法的选择参考标准。总干、干、 分干渠水深（m） 3.01.0 3.00.8 1.0a q，其中qi为部分流量的均值, qn采用总流量除以垂线数，qn为最大部分流量。综合系统误差:Xq二Xd+XxXd 精简测点使流量产生的系统误差;Xx 精简垂线使流量产生的系统误差;当上述综合随机误差和综合系统误差符合规范标准（表 5）时，则精简 方案成立。（

7、二）简测法的精简分析对于断面比较稳定的测站，可采用一线一点法、两线一点法、一线两 点法、一线三点法等精简方案。步骤如下:（1）选几种中高水位的精测法（或常测法）资料，绘综合断面图及Vm/V （垂线平均流速与断面平均流速的比值） 横向分布曲线。选择Vm/V比 较稳定的几个部位，作为初步拟定单位流速（Vo）的分析位置;（2）在上述初步确定部位附近，取测速垂线的全部测速资料，摘出各垂线和测点的实测流速，计算单位流速（一线一点法、一线两点法或一线 三点法等）；（3）以各次精测法（或常测法）的断面平均流速与单位流速点绘关系图，通过点群重心绘出关系线。该关系线一般为直线，用图解法定出直线 方程，即为断面平

8、均流速（V ）与单位流速（Vo）的换算公式:V =aVo+bVo 单位流速;a系数（直线斜率）； b常数（或直线的截距）。（4）用精测法（或常测法）的断面平均流速与换算公式计算的断面平均流速相比较，进行误差分析，若各项误差符合表 6中的规定，则精简方 案成立。表6 简测法的误差界限 8% 4%第五节 流速仪的使用与保养正确地使用与保养流速仪，对测速成果质量和仪器的使用寿命都有很大影响，测流人员必须对此给予足够的重视。（一）测流仪的安装1.旋桨式流速仪的安装（1）打开仪器箱盖，拨开转动部分的压栓，轻轻取出身架部件;（2）拧松身架侧面的固轴螺丝，取出旋桨部件;（3）向身架腔注仪器油，油量为孔高的1

9、/3;（4）将旋转部件插入身架孔中，使前轴套与身架之间保持0.30.4mm的间隙。一般只要把旋桨部件插入到底即可。如果间隙太小，有磨边现象,则应把旋桨部件稍拨出一些。待调整正确后，即可把固轴螺丝固紧。固紧 螺丝时应注意勿用力过猛,以免顶斜旋轴。2.旋杯式流速仪的安装1）打开仪器箱盖，手持轭架取出仪器； 2）松开轭架顶螺丝，卸下旋盘固定器； 3）在顶头内注满仪器油，装上顶针，调好旋盘轴向间隙固紧轭架顶螺丝。旋盘轴向间隙为0.030.08m m,手感旋盘沿轴向有轻微活动间隙即 可；4）装上尾翼,将平衡锤调节在适当位置固紧,使仪器在水中保持水平。二）流速仪养护的一般规则小心地使用和仔细地养护,可保证

10、流速仪正常地、可靠地工作,并且 获得可靠的流量资料。为此,应注意下列规定：1.仪器及全部附件应完全良好和清洁地保存在仪器箱内,并放置在干 燥、通风的房间柜中；2.拆卸、清洗及安装仪器以前,必须通晓仪器的结构和拆洗方法；3.仪器各部分均不能任意碰撞,旋杯、旋桨、旋轴、轭架等尤须注意；4.顶针、顶窝、球轴承等易锈零件,必须经常加仪器油；5.仪器油使用HY 8 （8号仪表油），不得任意改用其它粘度的油类;6.仪器安装好后，要轻提轻放，防止快速空转，以保证其性能稳定；7.仪器工作完毕出水后, 应立即就地用干毛巾擦干水分。 如仪器上有污 物或泥沙,要先用清水冲洗干净,然后擦干。卸成原来的各部件,妥善地安

11、置在仪器箱内指定的位置。旋杯式流速仪要把顶针卸下，转上旋盘固定 器；8.关闭箱盖时，务必小心，不宜过猛。如遇关闭不平服时，应立即检查 内部安放情况，决不可硬压；9.仪器长期储藏不用时，易锈部件（如轴承、顶针等）必须涂以黄油保 护。三）仪器的检查与检定新领到或检定回来的仪器，应当进行全面检查，特别要注意有无检定 公式，检定书号码与仪器号码是否一致，部件是否齐全，旋转是否灵敏， 讯号是否正常等等。灵敏度的试验，就是将仪器按规定装好后，手持仪器身架，吹动旋桨旋杯），观察其转动情况。如果启动灵活停止徐缓，没有跳动或突然停止 现象，说明灵敏度正常，如发现仪器运转不正常时，应对有关部件进行检 查，重新安装

12、或拆洗，必要时做简单修理。如故障较重时，需送交检修站 维修。流速仪使用时间过长或有损坏，为保证流速公式的可靠性，必须进行 检定。一般情况下，流速仪发生下列问题之一时应停止使用，进行检定：1.旋转不灵；2.旋转部件变形；3.轴承锈蚀严重或顶针、顶窝有显著磨损；4.仪器使用中实测流速超过允许的最大流速范围；5.经与性能好的仪器比测，确认误差过大的；6.正常使用 23 年的（有效工作时间 300小时）。第六节 岸边流速系数岸边流速系数是流速仪施测中由岸边测线的垂线平均流速推算岸边部 分平均流速的一个折算系数。 流量测验规范规定 , 若无实测资料， 可采用以下参考值：a =0.6死水边：两岸边视实际情

13、况，岸边流速系数可采用不同数值。灌溉渠道中的梯形断面渠道符合规范要求的条件 , 但选用上述给定的a值。往往与实际不符。实测表明，一般可引起实测流量2%4%的误差。岸边流速系数的大小与渠道的断面形状、渠岸糙率、水流状态及水边 宽度等有关。岸边流速系数选值不当引起的误差 , 实际上是由测速垂线数 目不足导致的误差 , 消除的方法就是采用实测的岸边流速系数值。岸边流速系数的实测 , 即在测流断面上的近岸基本测线与水边之间 采用加密测线的方法 , 精测边角部分的流量和边角面积 ,求出边角部分平均 流速, 据此推算出实测的岸边流速系数。具体方法如下如图2所示。在测流断面基本测线D与水边之间布设若干加密测

14、线2.在近岸基本测线及各加密测线上，按精测法的要求测速。最边一条测线hn,可用一点法。3.计算相邻测线间的部分流量 qi。水边余角的部分流量计算，仍需选用规范的岸边流速系数，由于余角很小，此时岸边流速系数的影响甚微，可忽略不计。4.计算边角部分总流量Q边和总面积3边及边角部分平均流速V边:边=Q边/ 3边5. 求出岸边流速系数实测值：a =V 边/V1V 1-近岸基本测线D的垂线平均流速。依上述方法，实测不同水位的岸边流速系数。当积累了足够的资料时，般不少于 8次，采用格拉布斯法则对实测数据进行判别 , 剔除异常数据后 , 其平均值即为岸边流速系数最佳值。在测流中采用 , 可消除由于岸边流速系

15、 数取值不当所引起的系统误差。第二章 水工建筑物量水流量系数的率定利用水工建筑物量水是一种简单经济的量水方法。通常灌区用以量水 的建筑物多以堰闸为主。堰闸量水首先要根据不同的闸型，水流形态，选 择适当的流量计算公式。然后根据观测的有关变量进行推流。对于某一特 定的量水建筑物，在选定了流量公式以后，其量水精度的关键是流量系数。实际工作中，采用水利学中流量系数的理论值推流往往与实际流量不符。这主要是由于水利学中流量公式推导时考虑的是有效水头 Ho，而流量测验推流时则只考虑实测水头 H，忽略了行近流速Vo产生的流速水头aVo2/2g 的影响，流速水头虽然在水尺上观测不到，但实际上对过水流量起着作用。

16、另外，由于工程条件和水流条件的限制，水尺有时不能按要求的位置安设 而影响实测水头。因此，率定堰闸的流量系数，对提高其量水精度是非常 必要的。一、实测率定方法用流速仪率定量水建筑物，要在建筑物上（或下）游水流稳定的平直 渠段上设置测流断面。（一般设在建筑物下游 1oo3oo 米处）。在用流速仪 测流的同时，观测与堰闸过水流量有关的相应项目。对于无闸自由流，只 需观测上游水位；无闸潜流需观测上游水位和下游水位；有闸控制流态， 则需观测闸前水位、闸后水位和提闸高度等。率定工作需在渠道流量稳定时进行，以免因水位大起大落而影响测流 精度。水位观测应在流速仪施测的始末各观读一次，若变化不大，可取其 平均值

17、作为相应水位。表7 堰闸出流的流量公式及流量系数相关因素水流形态流量公式相关因素拟合线型无闸自由流Q=mBH j2gHHm幕函数无闸潜流a） Q=m / Bhu j2gZH（Z/H） mb） b=m BHbgH有闸自由流a） Q= a Bhgj2gH（hg/H） a指数函数b）Q=a Bhgj2g（H -赳）有闸潜流a）Q= a Bh3j2gHb）Q= a bhg J2g 乙（Zi/H） a （hg/Z） a H上游水深或闸前水深（米）；B堰闸宽度（米）；二、率定资料的分析1、堰闸量水流量系数的分析:ZH上、下游水位差（米），ZH=H-hH hH下游水深（米）； hg提闸高度（米）；乙一闸前、闸后水位差（米），Zi=H-hi;g重力加速度，g =9.81米/秒2; 垂向收缩系数，平底闸： =0.65 ;闸后有跌坎： =0.5根据不同情况，率定资料的分析方法一般有以下几种:（1）、流量系数曲线（公式）法:在积累了足够的（一般在30测次以上）各级水位的率定资料后，可点 绘流量系数与相关因素的关系曲线。或用回归分析法，利用计算机分析出 流量系数与相关因素的关系式。将分析出的曲线或公式同实测资料相比较, 进行误差计算分析，若各项误差不超过允许限值（见表 8）,即可用于推流。