渠道測流簡介2012.8.渠道測流簡介2012.8.1一、渠道流量監測渠道流量：單位時間通過渠道斷面的水量，Q=A*V。Q為通過渠道斷面的水量，一般單位每秒立方米。A為渠道斷面面積，一般單位平方米。V為通過渠道斷面的平均流速，一般單位平方米。一、渠道流量監測渠道流量：單位時間通過渠道斷面的水量，Q=A2（一）渠道水力要素明渠斷面形狀、尺寸、底坡對水流運動有重要影響。因此，要了解明渠水流運動的規律，首先必須了解明渠類型及其水力要素等。

（一）渠道水力要素明渠斷面形狀、尺寸、底坡對水流運動有重要影31、矩形斷面

水面寬度

過水面積

濕周水力半徑常用于巖石中開鑿、兩側用條石砌成的渠混凝土渠木渠

hb1、矩形斷面水面寬度過水面積濕周42、梯形斷面：

水面寬度

B=b+2mh

過水面積濕周水力半徑Bhb1m

2、梯形斷面：水面寬度B=b+2mh過水面積濕53、

圓形斷面水面寬度

過水面積濕周水力半徑用于無壓隧洞dhθ3、圓形斷面水面寬度過水面積濕周6（二）渠道流速分布1、矩形斷面（二）渠道流速分布1、矩形斷面72、梯形斷面2、梯形斷面83、U形斷面3、U形斷面9（三）渠道流量測驗方法堰閘測流法流速儀法（主要介紹）流量計法（介紹利用現代儀器測流)（三）渠道流量測驗方法堰閘測流法101、堰閘測流法按斷面形狀分：三角堰、梯形堰、矩形堰流等。按壁寬分：寬頂堰、薄壁堰等。按堰槽長度分：長喉道槽堰、短喉道槽堰等。1、堰閘測流法按斷面形狀分：三角堰、梯形堰、矩形堰流等。11測流堰的選擇：在測流精度方面，堰槽排列順序如下：直角三角堰：1~2%矩形堰：1~4%巴歇爾槽：3%無喉道槽：4%與超聲明渠流量計配用，適用流量范圍：直角三角堰：0.1~40升/秒矩形堰：2升/秒以上，小于10立方米/秒巴歇爾槽：1升/秒以上，小于10立方米/秒無喉道槽：1升/秒以上，小于3立方米/秒測流堰的選擇：在測流精度方面，堰槽排列順序如下：12三角堰（適用于流量小，精度要求高）三角堰（適用于流量小，精度要求高）13渠道測流3-陶家俊講解課件14渠道測流3-陶家俊講解課件15渠道測流3-陶家俊講解課件16渠道測流3-陶家俊講解課件17渠道測流3-陶家俊講解課件18渠道測流3-陶家俊講解課件19渠道測流3-陶家俊講解課件20渠道測流3-陶家俊講解課件212、流速儀法測流渠段要求：渠段順直，斷面規范，無淤泥和雜草；渠道比降沒有突變，水流流態近是于明渠均勻流；2、流速儀法測流渠段要求：22測流測點的布置

測速垂線布設水面寬/m測線間距/m測線數目20～502.0～5.010～205～201.0～2.55～81.5～50.25～0.63～7測流測點的布置

測速垂線布設水面寬/m測線間距/m測線數目223垂線流速測點的分布位置

測點數相對水深一點0.6二點0.2、0.8三點0.2、0.6、0.8五點0.0、0.2、0.6、0.8、1.0注：相對水深為儀器入水深度與垂線水深之比。垂線流速測點的分布位置

測點數相對水深一點0.6二點024單個測點的測速歷：不宜少于100s（當流速變率較大或垂線上測點較多時，可采用60s～100s）

垂線平均流速的計算方法：a）一點法：b）二點法：c）三點法：d）五點法：式中：——垂線平均流速，單位為米每秒(m/s)；、、、、——分別為0.0(水面)、0.2、0.6、0.8、1.O(渠底)相對水深處的測點流速，單位為米每秒(m/s)。單個測點的測速歷：不宜少于100s（當流速變率較大或垂線上測25流量計算單垂線：Q=V*Q多垂線：二根垂線：Q=((v1)*⊿A1)+((v1+v2)/2*⊿A2)+((v2)*⊿A2)三根垂線：Q=((v1)*⊿A1)+((v1+v2)/2*⊿A2)+((v2+v3)/2*⊿A3)+((v3*⊿A4)四根垂線：Q=((v1*⊿A1)+((v1+v2)/2*⊿A2)+((v2+v3)/2*⊿A3)+((v3+v4)/2*⊿A4)+((v4*⊿A5)依次內推。式中，Vi為i號垂線流速，⊿Ai為i塊斷面面積。流量計算單垂線：Q=V*Q26L-01智能型明渠流量計以流速-水位運算法為基礎，并采用了先進的流速測量儀和水位測量儀，從而確保測速和運算的準確性的一種新型智能化流量系統，根據渠道的寬度和測量精度的要求，采用單探頭法或多探頭法明渠測流的數學模型。3、現代測流技術L-01智能型明渠流量計以流速-水位運算法為基礎，并采用了先27手持式電波流速儀原理：雷達槍向水流方向發出無線電波，當電波的能量撞擊水面時，波的能量的一小部分返回到雷達設置天線。然后，雷達設備根據發射和返回信號頻率的不同，測定水流速度。手持式電波流速儀28ADCP的原理

ADCP利用聲學多普勒效應進行測流。它的換能器發射出一定頻率的脈沖，該脈沖碰到水體中的懸浮物質后產生后向散射回波信號，該信號為ADCP所接收。由于懸浮物質隨流漂移，使該回波信號頻率與發射頻率之間產生一個頻差，即多普勒頻移。根據這一頻移的大小和符號（正負），即能計算出流速和流向ADCP的原理

ADCP利用聲學多普勒效應進行測流。它的29渠道分為規整斷面和不規整斷面，對于規則的斷面，可按找水力學的流量方法建立公式；對于不規則的斷面，按照天然河道推流方法建立水位流量關系圖。規整斷面：按照水力學方法建立水位流量公式通過實測校正系數。四、渠道流量的推算方法四、渠道流量的推算方法301、明渠均勻流的流量計算公式：明渠均勻流是水流在渠道中流動，各斷面的水深、斷面平均流速和流速分布都沿流向不變，這種水流狀況稱為明渠均勻流。其中，n糙率根據渠道護坡情況不同，沒有實測資料時，采用實測流量反推。（一）規則斷面渠道1、明渠均勻流的流量計算公式：明渠均勻流是水流在渠道中流動，31ω過水斷面面積?n糙率?x濕周?i底坡降?R水力半徑Ri#VALUE!R1/6#VALUE!

#VALUE!C謝才系數#VALUE!Q

#VALUE!#VALUE!渠道水力計算公式表ω過水斷面面積?n糙率?x濕周?i底坡降?R水力半徑Ri#322、測流堰流量計算直角三角堰

Q=m*h^(5/2)

其中，Q——流量（m3/s）；h——堰上水頭（m）;

m為系數（實驗得或實測校正）

矩形堰

Q=m*b*sqrt(2g)*h^(3/2)

其中，Q——流量（m3/s）；b——堰寬（m）；h——堰上水頭（m）；p——堰頂板至堰頂距離（m）m為系數（實驗得或實測校正）。

2、測流堰流量計算直角三角堰33（二）不規則斷面渠道由實測流量成果建立水位流量關系圖制作水位流量關系表由水位查流量（二）不規則斷面渠道由實測流量成果建立水位流量關系圖34（三）逐日平均流量的計算逐日平均流量計算有：日平均水位直查或計算法、面積包圍法兩種方法，當一日內流量變化不大時，采用日平均流量直查或計算法否則選用面積包圍法。日平均水位直查或計算法：Q=∮（H、Q)圖查Q;或Q=∮（H)公式計算Q；面積包圍法Q=[Q1×a+Q2（a+b）+……+Qn-1(m+n)+Qn·n]/48（三）逐日平均流量的計算逐日平均流量計算有：日平均水位直查或35渠道測流3-陶家俊講解課件36渠道測流3-陶家俊講解課件37渠道測流3-陶家俊講解課件38渠道測流3-陶家俊講解課件39渠道測流簡介2012.8.渠道測流簡介2012.8.40一、渠道流量監測渠道流量：單位時間通過渠道斷面的水量，Q=A*V。Q為通過渠道斷面的水量，一般單位每秒立方米。A為渠道斷面面積，一般單位平方米。V為通過渠道斷面的平均流速，一般單位平方米。一、渠道流量監測渠道流量：單位時間通過渠道斷面的水量，Q=A41（一）渠道水力要素明渠斷面形狀、尺寸、底坡對水流運動有重要影響。因此，要了解明渠水流運動的規律，首先必須了解明渠類型及其水力要素等。

（一）渠道水力要素明渠斷面形狀、尺寸、底坡對水流運動有重要影421、矩形斷面

水面寬度

過水面積

濕周水力半徑常用于巖石中開鑿、兩側用條石砌成的渠混凝土渠木渠

hb1、矩形斷面水面寬度過水面積濕周432、梯形斷面：

水面寬度

B=b+2mh

過水面積濕周水力半徑Bhb1m

2、梯形斷面：水面寬度B=b+2mh過水面積濕443、

圓形斷面水面寬度

過水面積濕周水力半徑用于無壓隧洞dhθ3、圓形斷面水面寬度過水面積濕周45（二）渠道流速分布1、矩形斷面（二）渠道流速分布1、矩形斷面462、梯形斷面2、梯形斷面473、U形斷面3、U形斷面48（三）渠道流量測驗方法堰閘測流法流速儀法（主要介紹）流量計法（介紹利用現代儀器測流)（三）渠道流量測驗方法堰閘測流法491、堰閘測流法按斷面形狀分：三角堰、梯形堰、矩形堰流等。按壁寬分：寬頂堰、薄壁堰等。按堰槽長度分：長喉道槽堰、短喉道槽堰等。1、堰閘測流法按斷面形狀分：三角堰、梯形堰、矩形堰流等。50測流堰的選擇：在測流精度方面，堰槽排列順序如下：直角三角堰：1~2%矩形堰：1~4%巴歇爾槽：3%無喉道槽：4%與超聲明渠流量計配用，適用流量范圍：直角三角堰：0.1~40升/秒矩形堰：2升/秒以上，小于10立方米/秒巴歇爾槽：1升/秒以上，小于10立方米/秒無喉道槽：1升/秒以上，小于3立方米/秒測流堰的選擇：在測流精度方面，堰槽排列順序如下：51三角堰（適用于流量小，精度要求高）三角堰（適用于流量小，精度要求高）52渠道測流3-陶家俊講解課件53渠道測流3-陶家俊講解課件54渠道測流3-陶家俊講解課件55渠道測流3-陶家俊講解課件56渠道測流3-陶家俊講解課件57渠道測流3-陶家俊講解課件58渠道測流3-陶家俊講解課件59渠道測流3-陶家俊講解課件602、流速儀法測流渠段要求：渠段順直，斷面規范，無淤泥和雜草；渠道比降沒有突變，水流流態近是于明渠均勻流；2、流速儀法測流渠段要求：61測流測點的布置

測速垂線布設水面寬/m測線間距/m測線數目20～502.0～5.010～205～201.0～2.55～81.5～50.25～0.63～7測流測點的布置

測速垂線布設水面寬/m測線間距/m測線數目262垂線流速測點的分布位置

測點數相對水深一點0.6二點0.2、0.8三點0.2、0.6、0.8五點0.0、0.2、0.6、0.8、1.0注：相對水深為儀器入水深度與垂線水深之比。垂線流速測點的分布位置

測點數相對水深一點0.6二點063單個測點的測速歷：不宜少于100s（當流速變率較大或垂線上測點較多時，可采用60s～100s）

垂線平均流速的計算方法：a）一點法：b）二點法：c）三點法：d）五點法：式中：——垂線平均流速，單位為米每秒(m/s)；、、、、——分別為0.0(水面)、0.2、0.6、0.8、1.O(渠底)相對水深處的測點流速，單位為米每秒(m/s)。單個測點的測速歷：不宜少于100s（當流速變率較大或垂線上測64流量計算單垂線：Q=V*Q多垂線：二根垂線：Q=((v1)*⊿A1)+((v1+v2)/2*⊿A2)+((v2)*⊿A2)三根垂線：Q=((v1)*⊿A1)+((v1+v2)/2*⊿A2)+((v2+v3)/2*⊿A3)+((v3*⊿A4)四根垂線：Q=((v1*⊿A1)+((v1+v2)/2*⊿A2)+((v2+v3)/2*⊿A3)+((v3+v4)/2*⊿A4)+((v4*⊿A5)依次內推。式中，Vi為i號垂線流速，⊿Ai為i塊斷面面積。流量計算單垂線：Q=V*Q65L-01智能型明渠流量計以流速-水位運算法為基礎，并采用了先進的流速測量儀和水位測量儀，從而確保測速和運算的準確性的一種新型智能化流量系統，根據渠道的寬度和測量精度的要求，采用單探頭法或多探頭法明渠測流的數學模型。3、現代測流技術L-01智能型明渠流量計以流速-水位運算法為基礎，并采用了先66手持式電波流速儀原理：雷達槍向水流方向發出無線電波，當電波的能量撞擊水面時，波的能量的一小部分返回到雷達設置天線。然后，雷達設備根據發射和返回信號頻率的不同，測定水流速度。手持式電波流速儀67ADCP的原理

ADCP利用聲學多普勒效應進行測流。它的換能器發射出一定頻率的脈沖，該脈沖碰到水體中的懸浮物質后產生后向散射回波信號，該信號為ADCP所接收。由于懸浮物質隨流漂移，使該回波信號頻率與發射頻率之間產生一個頻差，即多普勒頻移。根據這一頻移的大小和符號（正負），即能計算出流速和流向ADCP的原理

ADCP利用聲學多普勒效應進行測流。它的68渠道分為規整斷面和不規整斷面，對于規則的斷面，可按找水力學的流量方法建立公式；對于不規則的斷面，按照天然河道推流方法建立水位流量關系圖。規整斷面：按照水力學方法建立水位流量公式通過實測校正系數。四、渠道流量的推算方法四、渠道流量的推算方法691、明渠均勻流的流量計算公式：明渠均勻流是水流在渠道中流動，各斷面的水深、斷面平均流速和流速分布都沿流向不變，這種水流狀況稱為明渠均勻流。其中，n糙率根據渠道護坡情況不同，沒有實測資料時，采用實測流量反推。（一）規則斷面渠道1、明渠均勻流的流量計算公式：明渠均勻流是水流在渠道中流