测量流量断面方法

⑴ 河流的水位、流速和流量是如何测定的

陆地上的大小河流，水情都不稳定。有些常年不息地流淌，有些枯水季节断流，有些洪水季节常常泛滥成灾。为了合理的利用河水资源，就必须掌握河流的变化规律。河流水情的变化主要表现为水位的升降、流速的快慢、流量的增减、泥沙的多少以及河水的水温和冰情变化等。水位，指一定地点，一定时间河水表面的高度。它是以某一点作为水位基面（即水位零点）进行量算的。水位基面一般分绝对基面和测点基面两种：绝对基面是以某海口的平均海平面为标准进行计算的，我国目前河流水位都是以黄海的青岛零点为标准；测点基面是为了便于在河流上就地观测和计算，通常在观测地点最低枯水位以下半米到一米处作为零点的。

但是在应用这种观测资料时，须根据测点基面和绝对基面的关系，将其换算成统一的绝对高程。水位的涨落一般是在观测点用水尺或自记水位计进行观测的。水位观测是水文中最重要的项目之一，其它一系列水文要素的计算均受水位资料的影响。根据不同时间水位的记录，可以绘出一条某河流的水位历时曲线，从曲线上可以清楚的看出该点全年水位变化情况：流速，指单位时间里水流前进的距离。流速在河流横断面上是不均匀的，底层水流由于受河床摩擦力作用，流速较小。流速由水底向水面递增，但水面受空气的摩擦，流速减小，而最大流速在水面稍下一点的位置。从横向分布来说，两岸流速最小，河心流速最大。纵向流速多运用流速仪（旋杯式或旋浆式）进行观测。

⑵ 流速测量有哪些方法 原理特点适用环境

1、流速仪法：流速仪法是用流速仪测定水流速度，并由流速与断面面积的乘积来计算流量的方法。流速仪法的测量成果可作为率定或校核其他测流方法的标准。
适用条件：在水深大于10cm、流速不小于0.05m/s时，可用流速计测量流速。
2、浮标法：浮标测流法是一种简便的测流方法，根据观测浮标漂移速度，测量水道横断面，以此来推估断面流量。
适用条件：渠道长度不小于10米、无弯曲、底壁平滑。
3、薄壁堰法：薄壁堰法测量精度较高。比较常用的有薄壁三角堰法、薄壁矩形堰法和薄壁梯形堰法。
a、薄壁三角堰法适用条件：它适用于水头0.05 m ≤H ≤0.35 m、流量Q≤0.1 m3/ s 的水流量测。
b、薄壁矩形堰法适用条件：测量过堰水深H时，应在堰口上游大于3H处进行。
4、巴氏槽法：巴氏槽即巴歇尔水槽，它具有水头损失小、不宜沉积杂物、量水精度高等特点。缺点是造价高、对施工质量要求也较高。
适用条件：槽各部位尺寸符合标准槽要求，在设计安装时不能随意改变给定的标准尺寸；在进口的下游应有不小于0.2m的跌水。
5、容积法：在一段时间内，使渠道内的污水引入体积经过率定的容器中，用时间终了与起始时刻相对应的水量净体积差△V除以时段差△t，结果即流量Q，重复测量数次，取平均值。
适用条件：流量较小，排水渠道不规范。
7、流量计法：直接选用有针对性的专业流量计进行测量。根据流量计的结构原理，可分为以下几种类型：容积式流量计、叶轮式流量计、差压式流量计、电磁流量计、超声波流量计等。

⑶ 如何测量管道流量和流速以及河流的流量及流速急求高手解答！！！

已知管道直径D，管道内压力P，还不能求管道中流体的流速和流量。你设想管道末端有一阀门，并关闭时管内有压力P，可管内流量为零。管内流量不是由管内压力决定，而是由管内沿途压力下降坡度决定的。所以一定要说明管道的长度和管道两端的压力差是多少才能求管道的流速和流量。

对于有压管流，计算步骤如下：
1、计算管道的比阻S，如果是旧铸铁管或旧钢管，可用舍维列夫公式计算管道比阻s=0.001736/d^5.3 或用s=10.3n2/d^5.33计算，或查有关表格；
2、确定管道两端的作用水头差H=P/(ρg)，如果有水平落差h(指管道起端比末端高出h)，则H=P/(ρg)+h，，H 以m为单位；P为管道两端的压强差(不是某一断面的压强），P以Pa为单位；
3、计算流量Q：Q = (H/sL)^(1/2)
4、流速V=4Q/(3.1416d^2)
式中： Q—— 流量，以m^3/s为单位； H——管道起端与末端的水头差，以m^为单位；L——管道起端至末端的长度，以 m为单位。 （一）浮标法测流速在水文站等水文测验单位，在测量河流流速时常用流速仪。流速仪有旋杯式和旋桨式两种，仪器的结构主要部分是旋杯（旋桨）和旋轴。使用时，把流速仪放在预定的测点上，使旋杯（或旋桨）对着来水方向，水流冲击使旋杯转动带动旋轴转动，使轴旁的固定电丝和电源接通，每当旋杯转动一定周次，电路上灯泡便明亮一次（或电铃响铃）。据此便可知旋杯转动周数。按如下公式即可计算出流速。V=aR／s＋b（米／秒）式中：R为旋杯在s秒内的转数；s为旋杯转动时间（秒）；a、b为流速仪出厂前检测定出的系数。中学生进行河流流速测量时，常用浮标法。通过观测水流推动浮标的移动速度以求得水流表面流速。公式为：V=L／s（米／秒）式中：V为表面流速（米／秒）；L为浮标在s时间内移动距离（米）；s观测时间间隔（秒）。浮标法测流速仅需浮标、测绳（或皮尺）、计时器、花杆和哨子等简单设备。浮标法测流速方法：在选定的河道上，设立上、中、下三个观测断面及浮标施放断面。所选施测河段应比较顺直，河宽、水深无大变化。上、下断面的间距一般为河宽的4—5倍，用秒表测得浮标由上断面至下断面的时间s，除以上、下断面间的距离L，即为该河段的水面流速V。由于在河流横断面上表面流速的分布的不均匀性，宜在断面的不同位置上分别投放3—5个浮标，以求取平均流速。（二）浮标测流的流量计算：浮标测流的流量可用“流速面积法”求得。计算公式为：Q=V·F（立方米／秒）式中：Q为通过测流断面的流量（立方米／秒）。V为平均水面流速（米／秒）。F为测流河段中断面的过水断面面积（平方米）。由Q=V·F公式可知，测算河流的流量尚须测算出过水断面的面积，限于条件，只能涉水施测（一般应驾船施测）。施测时，一人持花杆涉水，测出河床中有明显变化处的水深，并用皮尺或测绳量出各测点到河岸水边线的距离，并按比例画出过水横断面图。对施测河段的上、中、下三个断面的过水断面面积，都应测量以求取一个平均过水断面面积。一九八二年四月，北京市海淀区地学爱好者协会组织区内各校中学生到拒马河十渡进行地学考察活动，清华大学附中学生曾进行浮标法测流并涉水实测了一个过水断面。并计算得到拒马河水通过此过水断面的流量为9.23米3／秒。

⑷ 如何测河的断面图

进行断面测量。一般要在断面上布设许多测深垂线，在垂线上测量水深，并测定垂线与岸上断面起点桩间的距离，即起点距。施测水深可以用测深杆、测深锤、铅鱼或回声测深仪。后者是用位于水面下的换能器发射超声波，声波遇到河床后反射回来，由仪器接受，按照声波的往返走行时间和巳知的声波在水中的传播速度来确定水深。起点距则可通过缆索、视距、仪器交会等方法确定。两相邻垂线起点距之差即部分宽，乘以部分平均水深，即为部分面积，其总和即断面面积，根据断面测量的资料，可以绘出以起点距为横坐标、河床高程为纵坐标的断面图。对于断面稳定不变的河流，实测流量时不必每次都实测断面，可借用巳有的断面图，用水位计算垂线水深和面积。在洪水时无法实测面积时，也可借用洪水前后实测的断面资料。

⑸ 河流流量测量有哪些方法

传统的河流流量方法包括人工船测，桥测，缆道测量，和涉水测量等。其基本原理是在测流断面上布设多条垂线。在每条垂线处测量水深并用流速仪测量一至几个点的流速仪从而得到线平均流速。进而得到断面面积和断面平均流速。流量则由断面面积和断面平均流速的乘积得到。
浮标测流发，利用浮标漂移速度与水道断面来推算断面流量。用睡眠浮标法测流时，应先测绘出测流断面上水面浮标速度分布图。将其与水道断面相配合，便可计算出断面虚流量。断面虚流量乘以浮标系数，便可计算出断面流量。浮标系数与浮标类型、风力风向及河流状况等因素有关

⑹ 如何用浮标法和流速仪测流量

浮标法是一种粗略测量流速的简易方法。流速仪法适用于测定水深大于0．05m，流速大于0.015m／s的河、渠的流速。测定时通常把河流断面分成几部分，分别求出各部分断面积和平均流速。

1、用浮标法测流量

浮标法是一种粗略测量流速的简易方法。测量时，取一段较规则，长度不小于10m，无弯曲，有一定液面高度的河床，测其平均宽度及水面高度，取一漂浮物，放人流动河水上游的中央，在无外力的影响下(如风、漂浮物阻塞等)，使漂浮物流经被测距离，记录流过时间。重复数次，取平均值。

河床截面积可用测量杆在选定断面通过测量几个点位的深度计算出。为避免较大误差，至少要有5个测量点，每个测量点之间不能超过20m，地形较复杂的河床测量点应加密。

2、用流速仪测流量

流速仪法适用于测定水深大于0．05m，流速大于0.015m／s的河、渠的流速。测定时通常把河流断面分成几部分，分别求出各部分断面积和平均流速。

利用流速计法测量河流流量时，测量断面应选在河床较规则，且河流的上、下游具有数倍河宽的直流部位，一般测点数取15个以上，根据河宽和水流具体情况可适当增减。一般水深超过lm的河流测定流速时采用两点法，即在水深20％和80％处测定流速，然后求两点流速的算术平均值作为该断面的平均流速。当水深小于lm的河流时，则测量离水面60％深度处的流速值作为该断面的平均流速。

⑺ 河道断面流量测算的主要步骤是什么

1.测断面流量有几种方法,视测量条件、测量要求选定；
2.准备器材、设备、做好数据统计表；
3.根据测量方法按要求进行测量；
4.进行数据处理，进行必要修正，得出结果。

⑻ 水的流量的测量方法是什么

流量，从水力学角度讲，应该是：单位时间内通过某一过水断面的水体体积，其常用单位为每秒立方米，多用于河流、湖泊的断面的进出水量测量，流量的测量方法，从水文站角度讲，可分为浮标法、流速仪法、超声波法等，流速仪法测量精度最高

⑼ 水文地质学测量流量的方法有哪些

简单的有浮漂法测流量，这种方法误差比较大，要求对径流横断面有一个较准确的估量S，找一个浮漂物，记下单位时间T对应走过的距离L，最后Q=LS 若是要比较精确的可以用流量计，差压式流量计，速度式流量计，容积式流量计等等

⑽ 流量检测的方法

主要断面流量方式种类

目前进行流量自动测量的方式有以下6种:缆道测流、声学多普勒流速(ADCP)、超声波时差法测流、水工建筑物(涵闸)推算流量、水位比降法推算流量、雷达水表面波流速测量再推算流量。

缆道自动测流

1、缆道自动测流

缆道测流是适合我国国情的一种测流方式,经 50多年发展,技术设备较为成熟,其中全自动缆道测流系统测流精度可达到95~98%。该方法由人工一次性启动缆道测流装置后,可自动测量全断面测点流速和垂线水深,并自动计算出断面面积和流量。由于缆道测流的测量精度较高,且不需要进行率定,在系统工程中主要是用于不规则断面的流量测量,实现对主要测流断面的流量控制。

超声波时差法测流

2、超声波时差法测流

超声波时差法测量流速国内外均有定型产品用于管道和渠道,但国内没有定型生产用于天然河流的产品。本方法能方便地解决断面不同水层的平均流速测量,充分利用电脑技术将超声波时差法测流、超声或压力水位计和预置河床断面等技术集于一体后,可构建实时在线的流量测量系统,该方法适用于断面较稳定,

有一定水深的河道,还需要借用断面面积参数(另用人工方法测量)和用流速仪等标准测流设备标定流量计算模型后,才能正常启用,其建站总投资大于缆道测流站。

超声波时差法自动测流站工作原理为在测量断面上设置单层或多层超声波换能器斜交叉布置在河两岸,超声波换能器由二次仪表控制,从河道的一岸顺流发射超声波,另一岸接收,然后再反向进行工作,根据顺、逆流传输测到的时间差计算出相应水层的平均流速,另外一换能器向上发射超声波,遇到水面时反射再由同一换能器接收回波,根据时间差测出水深(也可选用压力水位计测量出水深)。如果是规则断面则通过水位算出断面面积,通过流速积分和人工标定的流量系数可计算出流量,其流量精度可达5%以内。若为不规则断面则必须根据数据建立数学模型,根据测量数据计算流量或通过人为标定流量系数计算流量。

该仪器的最大特点是在线连续测量,缺点是在断面较宽、水浅和含沙量较高的条件下无法使用。另外,由于换能器是安装在河的两岸,二次仪表只能放在某一岸,而另一岸的换能器信号线则必须从河底或高架过河。如果从河底过施工难度较大,无疑增加了工程量和投资。再则超声波时差法测流,易受行船影响,致使测流精度降低。

3、声学多普勒流速测流声学多普勒流速测流

声学多普勒流速测流

声学多普勒流速测流是英文Acoustic Doppler Current Profilers 的简称,是利用声学多普勒原理进行研制的,是目前世界上最为先进的河流流速流量实时测量设备,自1981 年在美国诞生以来,随着技术不断进步和日益完善,已从海洋测量逐步应用于河流流量测量,测量精度也得到很大的提高。从最初的盲区1 m 以上,降低到所谓的“零盲区”,剖面单元缩小到目前的0.05~0.25m ,使其在宽浅河流上的应用成为可能。

该种方法又分为2种,即走航式声学多普勒流速声学多普勒流速

(1)声学多普勒流速法

DX- LSX- 1多普勒超声波流量计流速测量基于多普勒效应，探头斜向上发出一束超声波，超声波在流体中传播，流体中会含有气泡或者颗粒等杂质（可以认为流体中的杂质和水流的速度一致），当超声波接触到流体中的杂质时会使反射的超声波产生多普勒频移Δf， 多普勒频移Δf正比于流速。通过测量多普勒频移Δf即可测量出流体的流速。利用声波在流体中传播的多普勒效应，通过测定流体中运动粒子散射声波的多普勒频移，即可得到流体的速度，结合内置压力式水位计，利用速度面积法，即可测量液体的流量。适合于明渠、河道及难以建造标准断面的流速流量测量以及于各种满管和非满管明渠流速流量测量。声学多普勒测量仪最大优点是安装方便,可靠性高,价格低廉,比较适合河道测流。所有功能集于一身的设计，同时测量平均流速、水深、水温采用速度面积法测流，无水头损失，不需建设标准堰槽。采用超声波多普勒原理测流速流量，测量精度高，起始速度低。无机械转子结构，对水流状态无影响，测量更精准。自带温度传感器，可用于补偿水温对声速的影响。可测量瞬时流量和累积流量。采用频域多普勒分析算法，数据稳定可靠，实时性强。安装简单，不需辅助工程设施

(2)走航式声学多普勒流速测流法

走航式声学多普勒流速测流法是一种需渡河载体(如小船)的游动式测流设备,因为它一次能同时测出河床的断面形状、水深、流速和流量,适用于大江大河的流量监测。

该流量计的主机和换能器装在一防水容器内,工作时全部浸入水中,通过防水电缆与便携式计算机相连,流量计的操作控制在便携式计算机上进行。全套系统由蓄电池供电,也可以用交流供电,流量计的换能器一般由3个或4个发射头构成,它们可以向水下发射在空间互成一定角度的3束或4束超声波(4束超声波最佳),这些超声波在由水面射向河底的穿行过程中不断地经水中的固体颗粒、气泡和河底反射回来。根据这些返回信号的频率可以测出流量计和各水层以及河底的相对位移速度,其中流量计与河底的相对速度即是船速,扣除船速便可以求取各层水流对河底的流速。根据河底返回速度分量结合测得的船行方位便可求取水流的真实方向。根据河底返回信号的时间测出水深。流量计由河这岸向对岸穿行测量一次,便可测出经过各点的水深以及流速的大小和方向,将流速矢量对河

床水流断面进行积分,便得到了河床流量。因为采用的是矢量积分,所以所测流量的大小与流量计渡河路径无关。

4、水工建筑物涵闸))流量测量

关系曲线求出对应的过水流量。其优点是只要准确地测量出上下游水位及闸门开度,即可换算出过流量,但不足之处是需人工进行标定,确定经验公式的相关系数。

典型的闸流流量公式:

Q=CBH03/2

式中:C 为流量系数,B 为过水总净宽,H0为上游水头

典型的孔流流量公式: Q=MA√Z

式中:A 为过流断面,Z 为上下游水位差,M 为综合流量系数

由于受水工建筑物的结构、闸门形状和下游出水口的流态等多种因素影响,流量系数不易准确确定,需要通过人工测量来确定流量关系曲线,测量精度不高。

5、比降法

通过测量河流上一段距离的上下游水位及水面坡度,设定的河流的糙率系数,根据曼宁经验公式推算流量。当测流河道的水流不是自由流,水位受上下游水工建筑物的影响较大时就无法推算流量。另外,此方法精度不高,在比降不大的河段更是不准确。故本方法在此是不可行的。

6、雷达水表面波流

通过测量河流几点水表面流速,再由水表面流速推算河道流量。此方法精度不高,受外界因素影响较大,如风,下雨等。另一关键因素是雷达测速仪在水表面流速低于0.5米时已无法测量米时已无法测量,,所以用雷达测速仪做在线实时监测很难实现所以用雷达测速仪做在线实时监测很难实现。。

2.2 测流方法比选

综述3.1.1,前3种及第6种方法属于流速面积法,4、5二项属于水位~流速关系法。在天然河流或渠道上,流速面积法是比较准确的流量测验方法。但真正能做到实时自动测量流量的只有声学多普勒测量法