明渠流量监测方法有哪些?

2023年01月11日 14:23

  明渠流量的监测方法主要有:水位法、流速法、沉沙仪法、水位流量综合测速法等。水位法明渠的监测方法是将水位计安装在水渠的上游或者下游,测量渠道或河流上的水位值。通过对渠道或河流流量的观测,可以了解渠道与河流中水流变化情况,同时也可获得渠道的淹没范围,为水利工程设计和管理提供重要参考资料。流速法测量方法是根据水流受阻力时形成的流速公式设计和计算出明渠流速分布,然后再根据渠道中水位变化来确定水流流速值。沉沙仪原理:将沉沙仪置于水渠中,通过水流对沉沙体产生扰动达到测量流量的目的。

  一、水位法

  明渠水位的测量方法:在有水(有代表性)的渠道内,设置一定数量的水位计,每隔一定时间观测一次水面;并将测量的成果绘制在水位变化图上(如水尺、浮标等);利用这些水文资料来计算流量。

  水位计安装在渠道中,可采用直接观测法和连续观测法来进行水位测量。

  二、流速法

  测量原理:根据渠道断面尺寸的不同,可以分为:浮筒式流速传感器、流速仪(如多普勒流速剖面计)、沉沙仪等。

  优点:能够在渠底观测水位变化,能够准确地测量渠道水流的流速分布;

  缺点:不能直接观测水位变化;沉沙仪有较高的测量精度,但沉沙影响较大,需定期更换。

  适用范围:适用于有一定流速范围和流量特性的渠段,主要用于监测水位变化情况和渠道冲刷情况。

  安装条件:要求渠段具有一定的稳定坡降、平坦度,不能发生水毁现象而需要维护,在渠底安装有沉沙仪等设备;在非通航河段测量前应了解现场情况后再测量;对于水深较浅(2m以内)和较深(大于10m)的渠段可以采用水位法进行测量;渠底不平或有沉沙时,需在渠中安装流速变送器进行测量。

  三、沉沙仪法

  沉沙仪法是在渠道上游安装有可测量水深的测船,测船通过安装在渠道中的沉沙仪,对水渠内沙粒产生扰动而获得水流信息。

  水位流量综合测速法是一种较为常用的测量方法,适用于所有渠道断面、渠段和水流的测量。

  根据不同的水位测量方法可以确定不同流速情况下所需监测的流量,然后根据水位变化率,结合渠道中水面线情况以及流速分布计算出渠道平均流速分布;根据计算出的流速值确定渠道平均流速、流量等。

  综合法在实际应用中往往只需了解一个测点附近水流状态,因此对于多点观测也可以简化为一项观测。

  水位流量综合测速法与以上四种方法相比较,精度高、速度快、不受天气条件影响,是一种较为理想的方法,可用于明渠测量、水库监测及河流测验。

  四、水位流量综合测速法

  适用范围:可用于渠道中不连续测点的测速,适用于对渠道流量进行综合分析的情况。

  使用条件:当渠水不是很大时可以采用此方法;当渠水较大时可以选择其他方法。

  监测原理:通过在渠首口安装水位计和流量计,分别对水流中的含沙情况进行观测,从而计算出渠道的平均流速,再将平均流速与渠道中不同点的水位和流量之间进行计算,从而得到渠道的流量和水位,最后再根据渠道水位和流量对水渠上、下游河道内的平均流速进行推算。

  注意事项:当渠中含沙量较大时,应选择其他方法测量。

  五、其他方法

  水位流量综合测速法:

  根据水流受水面线阻挡时形成的流速公式,通过水面线两侧不同水位时的水流量,计算出水流流速值。

  水位流量综合测速法具有较高的精度,并且在现场使用也比较方便。

  但由于测量时水面线受到较大的阻挡,容易产生较大误差。

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