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清华大学水文信息技术第四章 流量测验课件摘要

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第四章 流量测验 本章内容 ?断面测量 ?流速脉动、流速分布 ?流速仪 ?流速仪法测流 1 第一节 概述 一、测流意义、目的 ? 意义 流量是江河、湖泊、水库等水体的重要水文特 征值,它决定水资源利用的可能性。 ? 目的 流量数值是各种水工建筑物的规划、设计和管 理的重要依据。 如城市给水、排水、航运、引水和分流等措施 都需要流量资料。 2 二、测流方法 flow measurement method 流速面积法;水力学方法;物理法;化学法; 直接法。 1、流速面积法 velocity area method ?原理 Q ? A ?V ?特点 基本方法,准确、可靠。 ?种类 流速仪法;浮标法;比降面积法等。 3 ? 流速仪法 current-meter method 使用流速仪测量断面上多点的流速,再配合断 面面积测量,计算流量。 4 ? 浮标法 float method 利用浮标测量断面流速,再配合断面面积测量, 计算流量。 5 ? 比降面积法 slope area method 测量水面比降,再配合面积测量以及糙率资料, 计算流量。 Q ? AC RS S 比降 1 6 C? R n 1 n 糙率 6 2、水力学方法 hydraulic method 依靠专门修建的量水建筑物或现成的水工建筑 物,测量水头、断面等水力因素,再用水力学 公式计算流量。 Q ? m0b 2g H 3/ 2 Q ? ?be 2 gH0 3、物理法 physical method 如,超声波法;电磁法;光学法。 特点:快速、连续、自动化程度高。 7 4、化学法(或稀释法)chemical method 在河段上游投入的示踪剂,随水流经过一定流 程后在水中稀释、混匀,但总量不变。 常用的示踪剂:化学盐类、荧光染料、同位素等。 5、直接法 direct method 如,容积法;称重法 特点:适应面窄。 8 三、测站精度类别及测验方式 1、测站精度类别 ? 一类站:干流水文站(大河控制站)。 ? 二类站:区域代表站。 ? 三类站:小河站。 表 4-1。 2、水位级划分 水位级:高、中、低、枯水期。 9 水位级关系到测流的方法、测次等。 水位级的划分采用水文频率计算方法: ?对一类站,采用年特征值法。 用测站各年瞬时最高水位进行频率计算,得 90% 频率相应的水位作为高水位 zmax90% 。 用测站各年瞬时最低水位进行频率计算,得 10% 频率相应的水位作为低水位 zmin10% 。 用测站各年*均水位进行频率计算,得50% 频 率相应的水位作为中水位 z50% 。 10 ?对二类、三类站,采用典型年法。 用测站各年汛期总水量进行频率计算,求10% 、 50% 、90% 频率相应的年份为丰、*、枯三个 典型年。 分别用丰、*、枯三个典型年汛期逐日最高水 位进行频率计算,依次求10% 、50% 、90%频 z? 率相应的水位作为高、中、低水位 z? max10% 、 max50% z? max90% 。 11 用上述高、中、低水位划分水位级,得到测 站水情的4个时期(表4-2)。 测站水情特征划分 一类精度站 高水期 中水期 低水期 枯水期 二、三类精度站 z ? zmax90% z50% ? z ? zmax90% zmin10% ? z ? z50% z ? zmin10% z ? z? max10% ? z? max50% ? z ? zmax10% ? z? max90% ? z ? zmax50% z ? z? max90% 12 3、测次的布置 ? 丰、*、枯均有测次; ? Z~Q关系转折点处有测点; ? Z~Q关系稳定期少测,紊乱期多测; ? 高、低水之间测次均匀。 13 4、测流方法选用原则 ? 精度要求; ? 测流安全 ; ? 经济、方便。 14 *题13 1、测流的五类方法 。 2、流速面积法的原理、特点、种类。 15 第二节 一、概述 断面测量 断面测量包括水道断面(channel cross-section ) 测量、大断面(possible maximum cross-section )测 量。 1、大断面测量 大断面:历年最高洪水位以上0.5m~1.0m的水位 以下的范围。 大断面测量包括水下和水上部分的测量。 16 水上部分应测至历年最高洪水位以上0.5m~1.0m 。 对于漫滩大的河流,可只测至洪水边; 有堤防的河流,应测至堤防背河侧的地面; 无堤防而洪水漫溢至与河流*行的铁路、公路、 围圩时,测至其外侧。 17 大断面测量时,水下部分测深垂线数目应满足 下表规定。 大断面测量时水下部分最少测深垂线数目 水面宽 m 垂 线 数 窄深河道 宽浅河道 <5 5 5 6 6 50 10 10 100 12 15 300 15 20 1000 15 25 >1000 15 >25 注:水面宽小于*均水深的100倍的,为窄深河道; 反之为宽浅河道。 18 大断面水下部分测深垂线数布设还应符合下列 要求: ?分布大致均匀,主槽陡岸边、急剧转折部位适 当加密; ? 断面最深点应布设垂线; ? 串沟和独股水流的测深垂线不少于表中要求的 一半; ? 新设站或者河床转折变化复杂的站测深垂线数 适当增加。 19 2、起点距测量 起点距:断面上某点到起点桩的距离。 起点桩一般设在左岸。若在右岸,应注明。 d3 d2 d1 起点桩 测深垂线 sounding vertical 20 起点距的测量方法: ? 直接量距 适用于水深小、流速小、断面宽较小的河道。 21 涉水测流 wading stream gauging 22 ? 断面索直接观读 适用于水深大、流速 大、断面宽较大的河道。 水文缆道 23 水文缆道 24 全



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