清华大学水文信息技术第四章+流量测验课件.ppt

1、时差法 time difference method 利用超声波顺流向与逆流向传播时间不同来测速。 A B → A B → A B q L 需要在不同水深处安装换能器，以测量不同水层的水流平均流速。 测速精度受到水流速、含沙量、水流稳定性、流向、水温等因素的影响。 不适用于高速、高含沙量的河段，因在高速、高含沙量的水流中，超声波的传播性能不好。 监测人员运用电波流速仪测速 二、转子式流速仪 rotating-element current meter 旋杯式流速仪 cup-type current meter 旋浆式流速仪 propeller-type current-meter 两类转子式流速仪 1、原理 检定公式 calibration equation 起转流速 临界流速 参数 总转数 测速历时 转速 流速仪检定曲线 2、结构 转子、身架、尾翼、测杆或悬索、信号部分、铅鱼、记录装置。 通用智能流速计数器 3、流速仪性能 旋杯式流速仪的旋转阻力很小，低、中速时特性曲线的直线性能很好，但高速性能比旋桨式流速仪差。不宜多沙河流测流。 旋桨式流速仪适合在汛期高流速、高含沙量和有水草的恶劣条件下使用。 旋杯式流速仪的旋杯无方向性（感应的流速为水的实际流速），而旋桨式流速仪的旋桨有方向性（只能感应水的实际流速沿流速仪轴向上的分量） 。 当有斜流时，若采用悬索吊挂，因为有尾翼迎合水流方向，两种流速仪测得的流速相同；但采用悬杆吊挂时，尾翼不起作用，两种流速仪测得的流速不相同：旋杯式流速仪测得的流速较大，应进行偏角改正；旋桨式流速仪，则不需要进行偏角改正。 流速仪两种悬挂方式 偏角改正： 断面线方向 4、流速仪测速误差来源 检定误差 verification error 流速仪的检定： 在横断面均匀一致的直线静水槽中，以各种稳定速度牵引流速仪，测定检定车的速度和流速仪转子的转速，从这两组数据中，用方程式或图表建立相关关系。 检定误差： 流速仪检定水温一般为20±5 0C。 流速仪检定时采用悬杆悬挂。 由仪器检定环境同天然河流情况不同引起。如，水的流态、水质、水温、仪器悬挂方式等不同。 仪器性能误差 因转动惯性，仪器不能快速响应水流速变化； 转动过程中，摩擦影响低速性能； 多发或少发信号； 仪器定向偏差。 要求：浅水时，采用测杆悬挂；深水低速时，采用灵敏的转轴悬挂；深水高速时，采用万向接头和十字尾翼悬挂。 习题14 1、流速脉动及其特点。 2、断面流速分布及其特点。 3、垂线流速分布。 4、流向。如何确定断面平均流向？ 5、流速仪的类型？ 6、转子式流速仪的结构及其测速的原理式？ 7、旋杯式流速仪与旋浆式流速仪测速性能比较。 8、转子式流速仪测速的误差来源。 第五节 流速仪法测流 一、测流原理 二、工作内容 水深、起点距、点流速、流向、水位等的测量。 三、流速测量 1、测速垂线布设 布设原则：控制流速、水深的横向转折变化，保证测速精度。 13 8～13 8～13 7～9 6～8 5 3～5 常测法 25 15～25 15～20 12～15 10 6 5 精测法 1000 1000 300 100 50 5.0 5.0 水面宽 2、测速方法 根据垂线数目、测点多少分类 精测法 常测法 简测法 特殊水情下测流方法（洪水暴涨暴落，变动回水影响，流冰严重等）。 经常性测流方法。 多点多线，为积累资料。 根据测速方法不同分类 积点法 point-integrating method 积深法 depth-integrating method 流速仪在测速垂线上测定各测点流速，再计算垂线平均流速。 流速仪沿测速垂线匀速提放，测定垂线平均流速。 （用测船或缆道等拖带）流速仪匀速横渡测流断面，施测不同水层的平均流速。 积宽法 width-integrating method 3、测速历时 velocity measuring duration 综合考虑上述两点，合理选择测速历时： 一般情况下，每个测点的测速历时为100秒，特殊水情下，不应少于30秒。 测点流速脉动，要求测速历时相当长。 测点流速的变化，要求测速历时相对短。 四、流量计算 1、计算垂线平均流速（mean velocity at a vertical） 一点法： （0.6为测点相对水深） 0.8 0.6 0.2 0.0 1.0 两点法： 三点法： 五点法： 2、计算部分平均流速 中间： 两边： 岸边流速系数: 光滑陡岸边取为0.9； 不平整的陡岸边取