明渠河道流量监测方法
2023年07月31日 15:21
明渠是一种常用的排水渠道,在城市或工农业生产中起到了重要的作用。明渠流量监测是一种常用的水文监测项目,目的是及时掌握渠道内水量的变化情况,以便对其进行管理。目前常用的明渠流量监测方法有:人工法、浮子法、超声波法、雷达法和微波法等。
一、人工法
1.人工法是最传统的方法,利用人为测量渠道中的水流量,即人走到渠道边,用手或脚来测量流量,根据不同的测量位置,采用不同的测量方法。
2.根据明渠断面形状及尺寸可分为直线式、垂线式、吊杆式等。
一般情况下,对流量较大且宽度较大的明渠断面可以采用直线式流量计测量。
3.根据渠道有无漂浮物、水底是否有障碍物等可分为明渠底宽和水深两种情况。
一般情况下,明渠底宽与水深之比应大于或等于1。
二、浮子法
浮子法是指通过测量渠道内水面的浮子,根据其所受到的浮力大小来计算断面内流量。
因此,当渠道中有较大障碍物时,该方法将无法使用。因此,当明渠流量监测装置安装在渠床上时,会使水面有一定距离的障碍物。
浮子法具有造价低、安装方便、不受水流影响等优点,但存在以下缺点:
(1)浮子在水面会产生较大的浮力,使测量值偏大。
(2)受水面的影响,测量结果容易受到干扰。
(3)浮子易被泥沙等杂物污染而导致测量误差较大。
三、超声波法
超声波法是通过测量流量和声速来确定过水断面的流速。超声波流量计的工作原理是通过在水面附近沿水流方向均匀分布多个探头,对水流进行多点测量,并根据测量结果计算出水流通过每个探头时的流量,这种方法测量精度高、操作简单。超声波流量计主要由探头、控制系统和数据采集系统三部分组成。
超声波流量计的优点:成本低、测量精度高、工作稳定可靠、维护方便、不易受环境因素影响。缺点:容易受到干扰,对水情的适应性差,需要定期标定。
四、雷达法
雷达法是一种测量雷达波速度的方法,它利用雷达波的多普勒效应原理,在水流量测量中可以进行较大范围的流速测量,并且不需要将浮子固定在渠道上,也不需要在水面上安装水尺,只需要将其放在渠道中即可。由于雷达法的原理与超声波法相似,因此可以通过监测雷达波速度来进行流量监测。然而,雷达法测量速度较慢,所以应用范围不广泛。此外,雷达法受水流状况的影响较大,因此在洪水期间使用雷达法进行流量监测会导致一定的误差。
五、微波法
微波法流量监测,是利用微波在水中的传播特性来实现流量监测的。测量原理是将微波探头放置在河道、渠道等水面附近,利用其在水中传播的速度与水的相对介电常数成正比,测量流速,从而计算出流量。由于微波法在水中传播速度快,因此可以实现远距离传输和测量,同时也具有测量精度高、速度快、抗干扰能力强等优点。
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