如何檢測水的機械方法

① 如何才能簡易檢測水的雜質含量

如何檢測飲水質量

准確地判斷飲水好壞，是保證農民健康的主要措施之一。檢測水質量最好的方法，是水質化驗分析。但目前大部分農村缺少必要的儀器設備和技術條件，只能用一些簡易可行的方法來判斷水質，現介紹如下：
用眼看清潔的飲水應是無色透明，如水質顏色異常，則表明水質變壞。水質受到腐植質污染，可出現黃棕或黃褐色；受到錳鹽、鐵鹽污染，則出現黃褐或鐵銹色；水質混有藻類，呈黃綠色；混有泥沙粘土，混濁而有異常顏色。

用舌嘗清潔的飲水應是無異常味道的。水的異味，大致可分苦、咸、酸、甜、澀等5種。水味是由水中含有某種化學物質和含有某些有機雜質形成的；異味的存在，說明水質變壞。水中含有氯化鈉、氯化鉀時，水味變咸變苦；含有硫酸鈉、硫酸鎂時，水味變苦；含有鐵鹽、鋅鹽時，水味變澀；含有某些金屬氧化物、金屬鹽或某些有機物時，水味變甜；含有腐植質、有機物、藻類的江河水、水庫水、坑塘水，則有魚腥味、霉味等。

用鼻聞清潔的水是沒有異常氣味的，受到污染後，往往有異味。飲水被糞便污染可有糞臭味，受苯、甲苯等污染，可有芳香味，水中有含硫有機物，可有臭蛋味。根據水質氣味特點，可判斷污染源，為保護和處理水質提供條件。

查水溫地面水的溫度常隨外界氣候變化，而地下水溫較為恆定。如果水溫突然增高，則不論地面水或地下水，往往是污染的表現。當水質受到糞便、污物、動植物殘體污染，這些有機物分解時，會放出大量熱，使水溫升高。從衛生角度講，水溫越低，水質越好。

查沉澱物被污染的飲水，通常含有較多的固體懸浮物和溶解性物質。因此，檢查水中懸浮物和溶解物的含量，可作為衡量水質的重要指標。檢查時，可將飲水裝入透明玻璃瓶中，經過24小時沉澱，再觀察瓶底的沉澱物；沉澱物多，則水質不清潔。

② 如何檢測水的硬度

水總硬度是指水中Ca2+、Mg2+的總量，它包括暫時硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸鹽形式存在的部分，因其遇熱即形成碳酸鹽沉澱而被除去，稱之為暫時硬度；而以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在的部分，因其性質比較穩定，不能夠通過加熱的方式除去，故稱為永久硬度。 硬度又分為鈣硬和鎂硬，鈣硬是由Ca2+引起的，鎂硬是由Mg2+引起的。 水硬度是表示水質的一個重要指標，對工業用水關系很大。水硬度是形成鍋垢和影響產品質量的主要因素。因此，水的總硬度即水中鈣、鎂總量的測定，為確定用水質量和進行水的處理提供依據。
水的總硬度測定的方法

一、原理

測定自來水的硬度，一般採用絡合滴定法，用EDTA標准溶液滴定水中的Ca2+、Mg2+、總量然後換算為相應的硬度單位。

用EDTA滴定Ca2+、Mg2+總量時，一般是在pH=10的氨性緩沖溶液進行，用EBT（鉻黑體）作指示劑。化學計量點前，Ca2+、Mg2+和EBT生成紫紅色絡合物，當用EDTA溶液滴定至化學計量點時，游離出指示劑，溶液呈現純藍色。

由於EBT與 Mg2+ 顯色靈敏度高，與Ca2+顯色靈敏度低，所以當水樣中Mg2+含量較低時，用EBT 作指示劑往往得不到敏銳的終點。這時可在EDTA標准溶液中加入適量的Mg2+（標定前加入Mg2+對終點沒有影響）或者在緩沖溶液中加入一定量Mg2+—EDTA鹽，利用置換滴定法的原理來提高終點變色的敏銳性，也可採用酸性鉻藍K-萘酚綠B混合指示劑，此時終點顏色由紫紅色變為藍綠色。

滴定時，Fe3+，Al3+ 等干擾離子，用三乙醇胺掩蔽；Cu2+，Pb2+，Zn 2+ 等重金屬離子則可用KCN、Na2S 或硫基乙酸等掩蔽。

本實驗以CaCO3 的質量濃度（mg/L）表示水的硬度。我國生活飲用水規定，總硬度以 CaCO3計，不得超過450 mg/L。

計算公式：水的硬度= ×100.09（mg/L）式中C為EDTA的濃度，V為EDTA的體積，100.09為CaCO3的質量

二、試劑

1、EDTA標准溶液（0.01mo/L）：稱取2 g乙二胺四乙酸二鈉鹽(Na2H2Y.2H2O)於250 mL 燒杯中，用水溶解稀釋至500mL 。如溶液需保存，最好將溶液儲存在聚乙烯塑料瓶中。

2、氨性緩沖溶液（pH=10）：稱取20g NH4Cl固體溶解於水中，加100ml濃氨水，用水稀釋至1L。

3、鉻黑體（EBT）溶液(5g.L－1)：稱取0.5 g鉻黑體，加入25mL 三乙醇胺、75 mL乙醇

4、Na2S 溶液(20g/L)

5、三乙醇氨溶液(1+4)

6、鹽酸(1+1)

7、氨水(1+2)

8、甲基紅：1g/L 60%的乙醇溶液

9、鎂溶液：1gMgSO4.7H2O 溶解於水中，稀釋至200mL

10、CaCO3基準試劑：120℃乾燥2h。

11、金屬鋅（99.99%）：取適量鋅片或鋅粒置於小燒杯中，用 0.1mol/LHCl清洗1min，以除去表面的氧化物，再用自來水和蒸餾水洗凈，將水瀝干，放入乾燥箱中100℃烘乾（不要過分烘烤，）冷卻。

③ 水的流速如何檢測

水的流速的檢測方法如下：

1、薄壁堰法

測量精度較高，比較常用的有薄壁三角堰法、薄壁矩形堰法和薄壁梯形堰法。a、薄壁三角堰法適用條件：它適用於水頭0.05 m ≤H ≤0.35 m、流量Q≤0.1 m3/ s 的水流量測。b、薄壁矩形堰法適用條件：測量過堰水深H時，應在堰口上游大於3H處進行。

2、巴氏槽法

具有水頭損失小、不宜沉積雜物、量水精度高等特點。缺點是造價高、對施工質量要求也較高。適用條件：槽各部位尺寸符合標准槽要求，在設計安裝時不能隨意改變給定的標准尺寸；在進口的下游應有不小於0.2m的跌水。

3、容積法

在一段時間內，使渠道內的污水引入體積經過率定的容器中，用時間終了與起始時刻相對應的水量凈體積差△V除以時段差△t，結果即流量Q，重復測量數次，取平均值。適用條件：流量較小，排水渠道不規范。

4、流量計法

選用有針對性的專業流量計進行測量。根據流量計的結構原理，可分為以下幾種類型：容積式流量計、葉輪式流量計、差壓式流量計、電磁流量計、超聲波流量計等。

5、流速儀法

用流速儀測定水流速度，並由流速與斷面面積的乘積來計算流量的方法。流速儀法的測量成果可作為率定或校核其他測流方法的標准。適用條件：在水深大於10cm、流速不小於0.05m/s時，可用流速計測量流速。

6、浮標法

一種簡便的測流方法，根據觀測浮標漂移速度，測量水道橫斷面，以此來推估斷面流量。適用條件：渠道長度不小於10米、無彎曲、底壁平滑。

④ 地下水水位

地下水水位監測主要測量含水層水位的埋藏深度，也就是從地面到含水層水面的垂直深度。對於潛水含水層即測量地面到潛水面的垂直深度；對於承壓水含水層則是測量地面到鑽孔揭露承壓水含水層時井孔中水面的垂直深度。

20世紀50～80年代，地下水位的測量是地下水監測的主要項目。截至目前，中國絕大部分地區的地下水位監測還是依靠人工手動測量。人工監測方法有測鍾法、音響式水位計、燈顯式水位計、指針式水位儀、浮標式水位計、感應水位儀、半自動測井儀、自記水位儀、三用電導儀和全自動水位水溫儀等。

一、測鍾法

該方法用到的測鍾是最古老的地下水水位測具(圖2-1)。測鍾鍾體是長約10cm的金屬中空圓筒，直徑數厘米，圓筒下端開口，上端封閉，並系測繩。測量時，人工將測鍾、測繩放入井中，當測鍾放至地下水面時，上下提放測鍾。測鍾開口端觸及水面時會發出「砰、砰」的撞擊聲，由此即可判斷水面位置，讀取測繩上的刻度，即測得地下水埋深數值。另外，測鍾在生產中，常與水溫計組合在一起。

圖2-1 測鍾(左為水位、水溫同測測鍾原理圖，右為水位測鍾原理圖)

此方法簡單，但由於判斷測鍾接觸水面會產生誤差，同時測繩的長度也存在誤差，監測數值不會很准確。開泵抽水的生產井，機械干擾聲音大，另外，州盯地下水水位太深時(超過30m)，響聲聽不清，亦會影響測量結果。另外測鍾沒有規格產品。目前國內大部分地區仍然廣泛使用其衍生產品。

二、懸錘式水尺讀數法

這種測量地下水水位的設備也常被稱為「懸錘式水位計」、「水位測尺」。設備由懸錘、測尺、水面接觸指示器(音響、燈光、指針)、測尺收放盤等組成。測尺是一柔性金屬長捲尺(或測繩)，其上附有端點與捲尺(或測繩)0點對齊的兩根導線，捲尺上有準確的刻度。懸錘有一定質量，下端有兩個相互絕緣的觸點，且分別與兩根導線相連。監測時靠懸錘自重將測尺人工放入井口中，觸點接觸地下水面時，電阻變小(導通)，地上與2根導線相連的音響、燈光、指針指示發出信號，表示已到達地下水水面，從測尺上讀出讀數，可以知道地下水水位埋深。工作原理見圖2-2。該測量方法使用的儀器簡單，便於攜帶，對使用者的熟練程度要求不高，可以用於各種地下水水位的觀測。由於能很准確地指示地下水水面的位置，水位測量准確性較高。測尺的長度不受限制，可以用於不同的地下水水位埋深與變幅的觀測。水位指示器可用音響、燈光、指針形式，均由直流電池供電。

圖2-2 懸錘式水尺工作原理圖

三、浮標式水位計法

浮標式地下水位計(圖2-3)是由具有感應水位變化的浮標、懸索、水位輪系統、平衡錘，埋碰或者用自收懸索機構取代平衡錘構成。早期的長期水位記錄用長圖紙帶畫線方式，目前已基本不使用。現在的產品用編碼器將水位值編碼輸出供固態存儲記錄。一般的產品，其編碼器在地面上；先進的產品，整個儀器，包括水位感應、冊液和編碼器、固態存儲、電源等所有部分都懸掛在井中水面上自動工作。浮標式地下水位計一般都能在108mm口徑的測井管中工作，有些可裝在50mm口徑的井內工作，水位輪、浮標、平衡錘的直徑都很小。浮標感應水位變化的靈敏度較差。地下水埋深較大，懸索長，也影響水位感應靈敏度。因此，地下水位計的記錄組件，編碼器的阻力應盡可能小，應避免懸索和水位輪之間打滑，應優先選用帶球鋼絲繩、穿孔帶作為懸索。浮標式水位計結構簡單、可靠，便於操作維護。只要測井口徑滿足安裝要求，便可以用於所有地點，水位測量的准確性也較高。地下水埋深較大時，尤其要注意懸索、水位輪的配合，了解和控制可能產生的誤差。

四、感應水位計法

感應水位儀(圖2-4)由井下電極、導線、信號燈、晶體管元件等構成，電源交直流兩用。使用方法簡單便捷，當井下電極接觸水面時，信號燈顯示，同時電表指示已到水位，從測尺上讀出讀數，即可知道地下水水位埋深。

該方法是比較直接和簡單的水位測量方法，目前野外工作多用此法。測繩易於攜帶，刻度便於直接讀取數據。部分測繩可以直接測量電導率和水溫。

圖2-3 浮標式水位計

圖2-4 無感應水位儀

五、半自動測井儀法

半自動測井儀由計數輪與計數表組成自動讀數部分，由晶體管、指示燈、電極組成信號部分(圖2-5)。該儀器使用方法簡單便捷，測量水位時，將接地線連接地面或井口，調整計數表至零點，然後將導線下入井內，導線接觸水面後，導線導通，以指示燈燈亮為准讀取水位深度。該儀器適用於各種鑽孔和生產井，可直接讀出水位深度，不必經常校準導線長度標記。

圖2-5 半自動測井儀

六、自動水位水溫儀法

自動水位水溫儀由壓力感測器、溫度感測器、電纜線、數據連接線和數據傳輸裝置構成(圖2-6)，適用於大范圍地下水日常監測及數據傳輸的工作需要。該儀器可連續測量井(孔)中地下水水位和水溫。儀器適用環境溫度一般為-20～80℃。存儲空間較大，當測量工作需要在10min測量一次數據時，可以連續存儲12個月的監測數據。該方法便於技術人員在室內觀測地下水水位動態，減少天氣或路途等因素對地下水監測的影響。

圖2-6 自動水位水溫儀

七、超聲波式水位儀法

對准井口向下發射超聲波，通過水面反射回波在空氣中的傳播時間由顯示表直接讀數，或通過數據介面由計算機進行數據回收。該儀器適用於水位埋深較淺的地區，適宜快速一次性觀察及連續且頻繁變化的水位觀測，但其缺點是受外部環境影響大(圖2-7)。

圖2-7 超聲波式水位儀工作示意圖

⑤ 用物理方法如何測檢測水質

關於水質物理性質的檢測

1、水溫
可用溫度計來測定，最普遍的溫度計有水銀溫度計，在一些特殊的場合如深層水的溫度測定也可以選用顛倒溫度計，顛倒溫度計一般裝在采水器上，由主溫表和副溫表組成，主溫表觀測水溫，副溫表觀測氣溫，已校正因環境溫度改變而引起的主溫表讀數的變化，測試時隨采水器伸入預定深度，放置5～7min，提出、讀數。
2、濁度
所謂濁度是指水的混濁程度。水的濁度是由於水中含有泥沙、粘土、有機物、浮游生物、微生物等懸浮物質引起的。水中所含的雜質中，除呈溶解狀態的分子、離子和其他粒子外，其它全部物質都是使水呈混濁的原因，混濁度是水樣對光線散射和吸收所產生的一種光學現象。飲用水的濁度不僅影響水的外觀，更重要的是產生混濁的物質中容易隱藏病原微生物，因此，飲用水的水質對濁度有嚴格要求（≤30，特殊情況≤50）。
某些工業用水也不能太混濁，如冷卻水濁度太高易堵塞冷凝器和管道。地面水濁度太高，有些是由於泥沙造成的，如黃河水濁度可達幾十克/升，通常稱之為高濁度水。但有的也可能是由工業污染造成的。因此，在選擇給水水源時必須測濁度。
濁度的測定方法有以下幾種：
目視比濁法：將水樣與硅藻土（或白陶土）製成的濁度標准也進行比較。
定義1mg一定粒度（＜150目）的硅藻土在1升蒸餾水中所形成的混濁度為10，配成一系列的標准來對比。
分光光度法：將硫酸肼與六次甲基四胺聚合物形成白色的高分子聚合物，以此作為參比濁度液，用3cm比色皿在660nm處測吸光度，配成標准系列並與水樣進行比較。
濁度儀法：濁度儀是通過測量水樣對一定波長光的透射或散射強度而實現濁度測定的專用儀器，有透射光式濁度儀、散射光式濁度儀和透射光—散射光式濁度儀。
3、色度
水的色度往往是由於水中融入的各種腐殖質、各種有機物及無機雜質所引起的，另外，工業污水也可引起水的色度。水色分為真色和表色。簡單說表色是可以去除的，是由於水中懸浮物質引起的，真色則是溶解性物質引起的，水樣的色度是指真色，即去除了懸浮物質後水顯的顏色。無論是飲用水還是工業用水都不希望有顏色，因此，色度是衡量水質好外的重要指標。
A、鉑鈷比色法：用氯鉑酸鉀和氯化鈷的混合液作為標准溶液，規定1升蒸餾水中1mg氯鉑酸離子形式存在的鉑和0.5mg鈷離子所形成的顏色為10。測量時用目視比色法。若水樣混濁，可放置澄清或離心澄清後目視比色，
但不能用濾紙過濾。該法適用於較清潔地面水及地下水（帶黃色調），不適用於污染嚴重的工業污水。
B、稀釋倍數法：該方法適用於受污染的地面水和工業污水顏色測定。取一定量的污水樣品置於100mL或50mL比色管中，用蒸餾水反復稀釋到剛好看不到顏色為止（和蒸餾水一樣顏色），稀釋水的倍數為水樣的色度，單位為倍。
4、臭味
臭味是檢驗源水和處理水中水質必測項目之一，可追蹤污染源和判斷水處理效果。臭味來源於生活污水和工業污水中的污染物、天然物質的分解或微生物的活動。無臭無味的水雖然不能保證不含污染物，但有利於使用者對水質的信任，也是人類對水的美學評價的感官指標。其主要測定方法有定性描述法和閾值法。
5、殘渣
水中的殘渣分為，總殘渣、可濾殘渣和不可濾殘渣三種。它們是表徵水中溶解性物質和不溶解性物質含量的指標。
總殘渣：總殘渣是水或污水樣在一定的溫度下蒸發、烘乾後剩餘的物質，包括不可濾殘渣和可濾濾殘渣。
可濾殘渣（含鹽量）：可濾殘渣量是指將過濾後的水樣放在稱至恆重的蒸發皿內蒸干，再在一定溫度下恆重所增加的重量。
不可濾殘渣[懸浮物（SS）]：將經過濾後留在濾紙上的物質，在103～105℃烘箱內烘至恆重。
6、電導率
電導率是常用於推測水中各種離子總濃度或含鹽量的一個指標。常用微西門子/厘米（S/cm）作單位。水的純度不同，其電導率值也不相同。電導率是監測水體被無機鹽污染情況的水質指標之一。
7、濁度
濁度（turbidity）是由於水中含有泥沙、粘土、有機物、無機物、生物、微生物的懸浮體造成的。濁度的測定方法主要有分光光度法（適用於高濁度水）、濁度計測定法（利用渾濁液對光的散射原理而製成）和目視比色法（適用於低濁度水）等，同時可以查看中國污水處理工程網更多關於污水檢測的技術文檔。

⑥ 家用凈水器如何檢測凈化後的水質

檢測水質的方法有：

1、檢測水中的余氯：

先准備余氯測試劑，然後准備兩杯15ML水，一杯是凈化後的水，一杯是普通的自來水，分別在兩杯水中加入2滴的余氯測試劑，水的顏色就會握大發生變化，余氯測試劑的說明書上有餘氯顏色對比卡，按照水的顏色找到對應的顏色圖案，就知道余氯的含量了。還可以把兩杯水進行顏色對比，顏色深的余氯含量較高。

2、檢測水中的有機物細菌病毒：

影響水質的不僅僅是余氯，更多的是有機物、重金屬等污染，要檢測這些污染是否已被凈水器去除，我們需要用到水質電解器。同樣我們先准備兩杯水，一杯為凈化水，另外一杯為自來水，然後我們把水質電解器的鋁棒和鐵棒放入水中，插上電源按上開關，通電0.5-1分鍾左右，再斷開電源，這時我們會發現兩杯水的顏色發生變化。水的顏色越淺，水質就越好，反之就越差。我們還可以根據水的顏色與電解水質說明書上顏色對比，判斷出水中含哪一種雜質還比較多。

3、TDS值檢測：

世面上還有一種檢測水質的工具-TDS筆，我們先來了解TDS的概念，TDS即為溶解的固體總量，單位為毫克/升。水中溶解的固體越多，那麼水的TDS值就越高，水質也就越差。檢測水的TDS值我們通常用TDS筆，使用方法很簡單，只要將筆頭插入水中，電子顯示屏數值穩定以空如後，按住HOLD鍵即可。數值越低，水的純度越高。一般純水機過濾水的TDS值為20左右。太高則不正常，可能是純水機失效或TDS筆質量問題。

(6)如何檢測水的機械方法擴展閱讀

檢測指標

1、色度：飲用水的色度如大於15度時多數人即可察覺，大於30度時人感到厭惡。標准中規定飲用水的色度不應超過15度。

2、渾濁度：為水樣光學性質的一種表達語，用以表示水的清澈和渾濁的程度，是衡量水質良好程度的最重要指標之一，也是考核水處理設備凈化效率和評價水處理技術狀態的重要依據。渾濁度的降低就意味著水體中的有機物、細菌、病毒等微生物含量減少，這不僅可提高消毒殺菌效果，又利於降低鹵化有機物的生成量。

3、臭和味：水臭的產生主要是有機物的存在，可能是生物活性增加的表現或工業污染所致。公共供水正常臭味的改變可能是原水水質改變或水處理不充分的信號。

4、肉眼可見物：主要指水中存在的、能以肉眼觀察到的顆粒或其他懸浮物質。

5、余氯：余氯是指水經加氯消毒，接觸一定時間後，余留在水中的氯量。在水中具有持續的殺菌能力可防止供水管道的自身污染，保證供水水質。

6、化學需氧量：是指化學氧化劑氧化水中有機污染物時所需氧量。化學耗氧量越高，表示水中有機污染物越多。水中有機污染物主要來源於生活污水或工業廢水的排放、動植物腐爛分解後流入水體產生的。

7、細菌總數：水中含有的細菌，來源於空氣、土壤、污水、垃圾和動植物的屍體，水中細菌的種類是多種多樣的，其包括病原菌。我國規定飲用斗皮啟水的標准為1ml水中的細菌總數不超過100個。

⑦ 水分測定有哪幾種主要方法各有什麼特點

經典水分分析方法已逐漸被各種水分分析方法所代替,目前市場上主要存在的水分測定儀
主要有鹵素水分儀、紅外水分儀、露點水分儀、微波水分儀、庫侖水分儀、卡爾•費休水分測定儀，以及一些專用水分儀。這些儀器測定方法操作簡便、靈敏度高、再現性好,並能連續測定，自動顯示數據。
1、紅外水分測定儀操作簡單，耗時少，測量結果准確，故紅外水分儀可廣泛應用於化工、醫葯、食品、煙草、糧食等行業的實驗分析和日常進貨控制及過程檢測。
2、卡爾•費休法屬經典方法，又稱為 微量水分測定儀，其主要應用於水分值含量較低的樣品檢測，經過近年來改進，大大提高了准確度，擴大了測量范圍, 已被列為許多物質中水分測定的標准方法。
3、露點水分測定儀操作簡便，儀器不復雜，所測結果一般令人滿意，常用於永久性氣體中微量水分的測定。但此法干擾較多，一些易冷換氣體特別在濃度較高時會比水蒸氣先結露產生干擾。
4、微波水分測定儀利用微波場乾燥樣品，加速了乾燥過程，具有測量時間短，操作方便，准確度高、適用范圍廣等特點，適用於糧食、造紙、木材、紡織品和化工產品等的顆粒狀、粉末狀及粘稠性固體試樣中的水分測定，還可應用於石油、煤油及其他液體試樣中的水分測定
5、庫侖水分測定儀常用來測定氣體中所含水分。此法操作簡便，應答迅速，特別適用於測定氣體中的痕量水分。如果用一般的化學方法測定，則是非常因難的事情。但電解法不宜用於鹼性物質或共軛雙烯烴的測定。

⑧ 流量檢測的方法

主要斷面流量方式種類

目前進行流量自動測量的方式有以下6種:纜道測流、聲學多普勒流速(ADCP)、超聲波時差法測流、水工建築物(涵閘)推算流量、水位比降法推算流量、雷達水表面波流速測量再推算流量。

纜道自動測流

1、纜道自動測流

纜道測流是適合我國國情的一種測流方式,經 50多年發展,技術設備較為成熟,其中全自動纜道測流系統測流精度可達到95~98%。該方法由人工一次性啟動纜道測流裝置後,可自動測量全斷面測點流速和垂線水深,並自動計算出斷面面積和流量。由於纜道測流的測量精度較高,且不需要進行率定,在系統工程中主要是用於不規則斷面的流量測量,實現對主要測流斷面的流量控制。

超聲波時差法測流

2、超聲波時差法測流

超聲波時差法測量流速國內外均有定型產品用於管道和渠道,但國內沒有定型生產用於天然河流的產品。本方法能方便地解決斷面不同水層的平均流速測量,充分利用電腦技術將超聲波時差法測流、超聲或壓力水位計和預置河床斷面等技術集於一體後,可構建實時在線的流量測量系統,該方法適用於斷面較穩定,

有一定水深的河道,還需要借用斷面面積參數(另用人工方法測量)和用流速儀等標准測流設備標定流量計算模型後,才能正常啟用,其建站總投資大於纜道測流站。

超聲波時差法自動測流站工作原理為在測量斷面上設置單層或多層超聲波換能器斜交叉布置在河兩岸,超聲波換能器由二次儀表控制,從河道的一岸順流發射超聲波,另一岸接收,然後再反向進行工作,根據順、逆流傳輸測到的時間差計算出相應水層的平均流速,另外一換能器向上發射超聲波,遇到水面時反射再由同一換能器接收回波,根據時間差測出水深(也可選用壓力水位計測量出水深)。如果是規則斷面則通過水位算出斷面面積,通過流速積分和人工標定的流量系數可計算出流量,其流量精度可達5%以內。若為不規則斷面則必須根據數據建立數學模型,根據測量數據計算流量或通過人為標定流量系數計算流量。

該儀器的最大特點是在線連續測量,缺點是在斷面較寬、水淺和含沙量較高的條件下無法使用。另外,由於換能器是安裝在河的兩岸,二次儀表只能放在某一岸,而另一岸的換能器信號線則必須從河底或高架過河。如果從河底過施工難度較大,無疑增加了工程量和投資。再則超聲波時差法測流,易受行船影響,致使測流精度降低。

3、聲學多普勒流速測流聲學多普勒流速測流

聲學多普勒流速測流

聲學多普勒流速測流是英文Acoustic Doppler Current Profilers 的簡稱,是利用聲學多普勒原理進行研製的,是目前世界上最為先進的河流流速流量實時測量設備,自1981 年在美國誕生以來,隨著技術不斷進步和日益完善,已從海洋測量逐步應用於河流流量測量,測量精度也得到很大的提高。從最初的盲區1 m 以上,降低到所謂的「零盲區」,剖面單元縮小到目前的0.05~0.25m ,使其在寬淺河流上的應用成為可能。

該種方法又分為2種,即走航式聲學多普勒流速聲學多普勒流速

(1)聲學多普勒流速法

DX- LSX- 1多普勒超聲波流量計流速測量基於多普勒效應，探頭斜向上發出一束超聲波，超聲波在流體中傳播，流體中會含有氣泡或者顆粒等雜質（可以認為流體中的雜質和水流的速度一致），當超聲波接觸到流體中的雜質時會使反射的超聲波產生多普勒頻移Δf， 多普勒頻移Δf正比於流速。通過測量多普勒頻移Δf即可測量出流體的流速。利用聲波在流體中傳播的多普勒效應，通過測定流體中運動粒子散射聲波的多普勒頻移，即可得到流體的速度，結合內置壓力式水位計，利用速度面積法，即可測量液體的流量。適合於明渠、河道及難以建造標准斷面的流速流量測量以及於各種滿管和非滿管明渠流速流量測量。聲學多普勒測量儀最大優點是安裝方便,可靠性高,價格低廉,比較適合河道測流。所有功能集於一身的設計，同時測量平均流速、水深、水溫採用速度面積法測流，無水頭損失，不需建設標准堰槽。採用超聲波多普勒原理測流速流量，測量精度高，起始速度低。無機械轉子結構，對水流狀態無影響，測量更精準。自帶溫度感測器，可用於補償水溫對聲速的影響。可測量瞬時流量和累積流量。採用頻域多普勒分析演算法，數據穩定可靠，實時性強。安裝簡單，不需輔助工程設施

(2)走航式聲學多普勒流速測流法

走航式聲學多普勒流速測流法是一種需渡河載體(如小船)的游動式測流設備,因為它一次能同時測出河床的斷面形狀、水深、流速和流量,適用於大江大河的流量監測。

該流量計的主機和換能器裝在一防水容器內,工作時全部浸入水中,通過防水電纜與攜帶型計算機相連,流量計的操作控制在攜帶型計算機上進行。全套系統由蓄電池供電,也可以用交流供電,流量計的換能器一般由3個或4個發射頭構成,它們可以向水下發射在空間互成一定角度的3束或4束超聲波(4束超聲波最佳),這些超聲波在由水面射向河底的穿行過程中不斷地經水中的固體顆粒、氣泡和河底反射回來。根據這些返回信號的頻率可以測出流量計和各水層以及河底的相對位移速度,其中流量計與河底的相對速度即是船速,扣除船速便可以求取各層水流對河底的流速。根據河底返回速度分量結合測得的船行方位便可求取水流的真實方向。根據河底返回信號的時間測出水深。流量計由河這岸向對岸穿行測量一次,便可測出經過各點的水深以及流速的大小和方向,將流速矢量對河

床水流斷面進行積分,便得到了河床流量。因為採用的是矢量積分,所以所測流量的大小與流量計渡河路徑無關。

4、水工建築物涵閘))流量測量

關系曲線求出對應的過水流量。其優點是只要准確地測量出上下游水位及閘門開度,即可換算出過流量,但不足之處是需人工進行標定,確定經驗公式的相關系數。

典型的閘流流量公式:

Q=CBH03/2

式中:C 為流量系數,B 為過水總凈寬,H0為上游水頭

典型的孔流流量公式: Q=MA√Z

式中:A 為過流斷面,Z 為上下游水位差,M 為綜合流量系數

由於受水工建築物的結構、閘門形狀和下游出水口的流態等多種因素影響,流量系數不易准確確定,需要通過人工測量來確定流量關系曲線,測量精度不高。

5、比降法

通過測量河流上一段距離的上下游水位及水面坡度,設定的河流的糙率系數,根據曼寧經驗公式推算流量。當測流河道的水流不是自由流,水位受上下游水工建築物的影響較大時就無法推算流量。另外,此方法精度不高,在比降不大的河段更是不準確。故本方法在此是不可行的。

6、雷達水表面波流

通過測量河流幾點水表面流速,再由水表面流速推算河道流量。此方法精度不高,受外界因素影響較大,如風,下雨等。另一關鍵因素是雷達測速儀在水表面流速低於0.5米時已無法測量米時已無法測量,,所以用雷達測速儀做在線實時監測很難實現所以用雷達測速儀做在線實時監測很難實現。。

2.2 測流方法比選

綜述3.1.1,前3種及第6種方法屬於流速面積法,4、5二項屬於水位~流速關系法。在天然河流或渠道上,流速面積法是比較准確的流量測驗方法。但真正能做到實時自動測量流量的只有聲學多普勒測量法