渠道管道率定方案.docx

第 第 1 页 率定方案 目录 TOC \o "1-2" \h \z \u 一、 渠道率定方案 2 概述 2 方案主要依据 2 测量工具 3 渠道特点及渠道流速分布 3 测线布设 4 断面测量 6 垂线上测点选择 6 岸边流速系数 8 矩形断面流量计算 9 梯形断面流量计算 11 测速历时 12 水面一点法断面平均水面流速系数率定 13 水位流量关系法曲线拟合 13 流速仪的使用与保养 14 本次项目率定情况分析 17 二、 管道比测方案 18 校准条件和要求 18 外观检查 18 流量计校准方法 18 一、 渠道率定方案 概述 流量测验成果精度，是影响水文水资源计算精度的主要因素。流量在线测量， 雷达流速仪站点适用水面一点法测流，水位计站点适用水位流量关系推流法测流。我们在安装好测量仪器后需要进行流速仪多点法率定试验。 流速仪测量河渠流量是利用面积～流速法，即用流速仪分别测出若干部分面积的垂直于过水断面的部分平均流速，然后乘以部分过水面积，求得部分流量， 再计算其代数和得出断面流量。采用水面一点法时根据测出的断面流量求出过水断面的平均流速，根据不同水深时候的过水断面平均流速多次测量，率定出不同水深情况下的表面流速和平均流速的率定出不同水深情况下的表面流速和平均 流速的关系系数。采用水位流量关系法时，根据不同水深时候的过水断面流量的多次测量，率定出不同水深情况下的水位和流量的关系，根据测量数据拟合出水位流量关系曲线。 从水力学的紊流理论和流速分布理论可知，每条垂线上不同位置的流速大小不一，而且同一个点的流速具有脉动现象。所以用流速仪测量流速，一般要测算出点流速的时间平均值和流速断面的空间平均值。即通常说的测点时均流速、垂线平均流速和部分平均流速。 按照招标文件要求，在合同完工验收前，每个站点要初步完成流量率定工作， 实测流量点要基本覆盖低、中、高水位，测点不少于 10 个，同时出具率定报告； 管道、闸门流量站按规范完成率定。 方案主要依据 灌溉渠道系统量水规范《GB/T-21303-2007》 《河流流量测验规范》（GB50179-2015） 《国家水资源监控能力建设项目灌区渠首取水在线监测技术指南》（试行版） 率定的水位流量关系曲线应满足流量推求。 测量工具 测量流速主要用到的工具有：旋桨式流速仪、卷尺、钢尺、测流记载及计算表、记号笔、扎带、水泥钉、笔记本电脑等。 渠道特点及渠道流速分布 测量渠道为水库入流渠道和水库出流渠道。均为矩形断面。涉及到的水利要素如下： 明渠渠道由于是人为修建，其渠道大多是矩形，较容易进行渠道内流速。在研究渠道中的流速分布主要是研究两个方面，一是流速沿水深的变化，即 垂线上的流速分布；一是研究流速在横断面上的变化，即垂线流速的横向分布。研究渠道的流速分布对流速仪检测流量时渠道断面及垂线的选择有重要的惫义。 流速脉动： 水体在明渠渠道中流动时，受到许多因素影响，如渠道断面形状、坡度、糙率、水深、弯道等，使的水流大多呈紊流状态。由水动力学可知，紊流中水质点的流速，不论其大小、方向都是随时间不断变化着的，这种现象称为流速脉动现象。研究流速脉动现象及流速分布的目的是为了掌握流速随时间和空间分布的规律。它对于进行流量测验具有重大的意义，由此合理布置测速点及控制测速历时等。 水流中某一点的瞬时流速随时间不断变化着，但它的时段平均值是稳定的， 这也是流速脉动的重要特性。流速脉动现象是由水流的紊动而引起的， 紊动愈强烈，脉动也愈明显。通过水力学实验发现，流速水头有上下振动的现象，同时还发现河床粗糙则脉动增强，否则减小。 渠道垂线的流速分布： 对于各种类型的渠道垂线流速分布，许多学者 经过实验研究导出一些经验、半经验性的流速分布 模型，如抛物线模型、指数模型、双曲线模型、椭圆模型及对数模型等。这些模型在使用时都有一定的局 限性，其结果多为近似值。对于矩形或梯形等规则 的渠道中，垂线的流速分布曲线与卡拉乌舍夫研究的椭圆流速分布曲线非常接近，其公式为： 式中，V 为渠道内某点流速，h 为由自水面向下起算的相对水深，V0 为水面流速 （即 h =0 时），P 为流速分布参数(一般取 0.6)。 渠道断面的流速分布： 断面的流速分布也受到断面形状、糙率、弯曲形式等因素的影响。可通过绘制等流速曲线的方法来研究横断面流速分布的规律，下图所示为规则的矩形明渠渠道的断面流速示意图。 在用流速仪进行测流时，假设将断面流量垂直切割成许多平行的小块，每一块称为一个部分流量，将部分流量累加获得整个断面的流量大小。研究断面流速的分布形式有利于在断面上进行垂线的选择。 测线布设 测流断面上测深、测速垂线的数目和位置，直接影响过水断面积和部分平均流速测量精度。因此