灌區(qū)渠道測(cè)流技術(shù)-北京金水中科科技有限公司

1、目錄1、 渠道及流態(tài)2、 渠道測(cè)流方法3、 渠道測(cè)流設(shè)備4、 設(shè)備的選型及安裝維護(hù)1.2.3.4.選型選址安裝維護(hù)五、測(cè)流設(shè)備的率定1.2.3.4.對(duì)比測(cè)流工況與次數(shù)選擇 流速儀法的具體方法 對(duì)比測(cè)流數(shù)據(jù)處理 率定結(jié)果處理6、 測(cè)流設(shè)備的測(cè)量精度提高7、 在線測(cè)流系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)及組成8、 相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)9、 國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目灌區(qū)渠首取水一、渠道及流態(tài)渠道也即明渠（英語 open channel）是一種具有自由表面（表面上各點(diǎn)受 大氣壓強(qiáng)的作用）水流的渠道。根據(jù)它的形成可分為天然明渠和人工明渠。前者 如天然河道；后者如人工輸水渠道、運(yùn)河及未充滿水流的管道等。明渠流動(dòng)是水流的部分周界與大氣

2、接觸具有自由表面的流動(dòng)。由于自由表 面上相對(duì)壓強(qiáng)為零，又稱為無壓流動(dòng)。明渠一般作為明渠水流的簡稱，英語 open channel flow。明渠的特性有三點(diǎn)：水面一定與大氣接觸；且水位及流量跟隨橫斷面的變 化而變化；最后就是水流方向由重力決定，由高向低的方向流動(dòng)。根據(jù)這個(gè)特性我們可以知道除了平時(shí)的河道和人工運(yùn)河外，由于排水管道的 水流并未充滿管道，所以這些都屬于明渠。按照運(yùn)動(dòng)要素是否隨時(shí)間變化，明渠可分為明渠恒定流和明渠非恒定流。按照運(yùn)動(dòng)要素是否隨流程變化，明渠可分為明渠均勻流和明渠非均勻流。按照變化的緩急程度，明渠可分為明渠急變流和明渠漸（緩）變流。以上三個(gè)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可以任意搭配，比如：明渠非

3、恒定非均勻漸變流。注意：不存在明渠非恒定均勻流。（當(dāng)然也就不存在明渠非恒定均勻漸變流 和急變流），原因是：水面有波動(dòng)，不可能產(chǎn)生明渠非恒定均勻流。急流與緩流：明渠中由于流速與波速的比值不同而出現(xiàn)的兩種不同性質(zhì)的水 流形態(tài)。流速小于波速，外界干擾引起的水面波動(dòng)能逆流上傳的水流稱為緩流。 緩流水勢(shì)平穩(wěn)，遇到底部障礙物時(shí)水面下跌。流速大于波速，外界干擾引起的水 面波動(dòng)不能上傳的水流稱為急流。急流水勢(shì)湍急，遇到底部障礙物時(shí)水面隆起， 一躍而過。二、渠道測(cè)流方法明渠測(cè)流方法從原理上可分為兩大類：水位法與流速面積法。 水位法是通過測(cè)量量水建筑物的上游水位（或上、下游水位）或渠道水位并經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式（或理論半理

4、論公式 ) 或?qū)嶒?yàn)曲線換算成流量來實(shí) 現(xiàn)計(jì)量的。流速面積法 不需修建量水建筑物，通過測(cè)量過水?dāng)嗝婷娣e（實(shí)際 上過水?dāng)嗝婷娣e是通過測(cè)量的水位來換算求得的）與斷面流速來求得 流量。1、水位法水位法主要有兩大類：一類是通過測(cè)量順直渠道（流態(tài)為恒定均勻流）的 水位，然后通過理論或半理論公式（如謝才公式與曼寧公式）或水位流量關(guān)系曲 線來計(jì)算出或插值出流量；另一類是通過測(cè)量水工建筑物的上下游水位，然后應(yīng) 用經(jīng)驗(yàn)公式或?qū)嶒?yàn)曲線來求出流量。第一類通過測(cè)量渠道水位來求流量的方法要求渠道流態(tài)必須為自由出流 （也即恒定均勻流），不能出現(xiàn)下游雍水現(xiàn)象（也即淹沒出流）。第二類通過水工建筑物量水的方法也要求下游最好為自由

5、出流，雖然這種 方法在下游為淹沒出流時(shí)也可以測(cè)流，但測(cè)量精度會(huì)大幅下降，基本上不采用。采用水工建筑物量水的 流量計(jì)實(shí)際上是由水位計(jì)、二次積算儀加輔助的工程 建筑物的總稱。輔助的工程建筑物主要有：量水槽（巴希爾槽、無喉道量水槽等）量水堰（薄壁堰、三角堰、寬頂堰等）閘孔涵洞水位計(jì)主要有：超聲波水位計(jì)（接觸式式）超聲波水位計(jì)（非接觸式式）浮子式水位計(jì)壓力式水位計(jì)雷達(dá)水位計(jì)磁伸縮水位計(jì)水尺（人工讀數(shù)）一般講如果是自由出流，用一個(gè)上游水位就可通過公式換算或查曲線求 得流量，如果是淹沒出流，則需要上下游兩個(gè)水位。在精度方面，由高向低 排列如下：類型精度自由出流薄壁堰 2%自由出流寬頂堰 3%自由出流巴希爾

6、槽 3%自由出流無喉道量水槽 3%-5%自由出流閘孔 5%自由出流標(biāo)準(zhǔn)斷面 5-20%淹沒出流薄壁堰 20%淹沒出流寬頂堰 25%淹沒出流巴希爾槽 25%淹沒出流無喉道量水槽 25%淹沒出流閘孔 20-30%淹沒出流標(biāo)準(zhǔn)斷面 30%（上述精度是渠道小于 5 米且流態(tài)較穩(wěn)時(shí)的理論精度，渠道越寬精度越低）2、流速面積法流速面積法流量計(jì)主要通過測(cè)流速及水位來計(jì)算求得流量，主要有： 超聲波時(shí)差法測(cè)量線流速，分單聲道法與多聲道法。超聲波多普勒法測(cè)量局部面流速，分為 adcp 法（適合寬渠道，有固定與走 航式兩種。）與普通多普勒法（適合寬 20 米內(nèi)渠道）。流速儀法測(cè)量點(diǎn)流速，人工手動(dòng)測(cè)量。 非接觸面流速

7、儀（雷達(dá)流速儀、超聲流速儀）按渠道寬窄具體使用以下方式：窄渠道（一般寬度在 25 米以下）：普通多普勒法（縱向發(fā)射） 時(shí)差法流量計(jì)精度 2%精度 2%流速儀法（一般是手動(dòng)測(cè)量，比較可靠，現(xiàn)場率定用。） 非接觸面流速儀寬渠道：固定 adcp 法（橫向發(fā)射）多普勒走航式明渠流量計(jì)時(shí)差法明渠流量計(jì)流速儀法（一般是手動(dòng)測(cè)量，比較可靠，現(xiàn)場率定用。） 非接觸面流速儀3. 兩種方法比較水位法是通過測(cè)量量水建筑物的上游（或上、下游）水位并經(jīng)經(jīng)驗(yàn) 公式或?qū)嶒?yàn)曲線換算成流量來實(shí)現(xiàn)計(jì)量的。因此水位法流量計(jì)需要修 建量水建筑物，且精度不高，當(dāng)渠道沿程水頭差較小時(shí)，量水建筑物 會(huì)產(chǎn)生水頭損失而影響渠道過水；另一方面當(dāng)

8、量水建筑物下游附近建 有閘門等擋水建筑物時(shí)會(huì)在量水建筑物處形成淹沒出流，此時(shí)測(cè)量精 度會(huì)大幅下降。水位法一般應(yīng)用于寬度比較小或流量比較小的渠道， 渠道寬度超過 1 米時(shí)，量水建筑物造價(jià)會(huì)增加很多，而此時(shí)不做量水 建筑物直接用渠道的水位流量經(jīng)驗(yàn)關(guān)系曲線測(cè)流時(shí)精度會(huì)很低。流速面積法則不需修建量水建筑物，通過測(cè)量過水?dāng)嗝婷娣e（實(shí)際 上過水?dāng)嗝婷娣e是通過測(cè)量的水位來換算求得的）與斷面流速來求得 流量，并且精度高，且不受下游頂托水的影響。流速面積法流量計(jì)主 要有超聲波時(shí)差法流量計(jì)與超聲波多普勒法流量計(jì)。由于超聲波時(shí)差法流量計(jì)與超聲波多普勒法流量計(jì)過去主要以國外 產(chǎn)品為主，國內(nèi)幾乎沒有同類產(chǎn)品，因此造價(jià)很

9、高，一般在主要干渠 及重要支渠上安裝此類產(chǎn)品，斗口很難普及，一般均以水位法流量計(jì) （水位計(jì)+量水建筑物）作為斗口計(jì)量的主要設(shè)備。三、渠道測(cè)流設(shè)備1. 寬度 25 米以上的寬淺渠道的測(cè)流方法選擇渠道寬度在 25 米以上時(shí)，水位法誤差會(huì)很大，因此只能采用流速面積法 測(cè)流?？蛇x用的流速面積法目前主要有以下五種方法：1 固定 adcp 法（橫向發(fā)射）2 多普勒走航式明渠流量計(jì)3 時(shí)差法明渠流量計(jì)4 流速儀（一般是手動(dòng)測(cè)量，比較可靠，現(xiàn)場率定用。） 非接觸表面流速儀（雷達(dá)流速儀、超聲流速儀）其中、需要人工輔助測(cè)量，不能在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)；、為目前主要采用的在線監(jiān)測(cè)方法，即可人工測(cè)也可在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)。時(shí)差法明渠流

10、量計(jì)適用于清水，水中汽泡與雜質(zhì)不宜過多，有單聲道與多 聲道之分，安裝于渠道的兩岸，安裝精度要求高，維護(hù)費(fèi)用也高，目前使用比較 少。固定 adcp 法（橫向發(fā)射）原理為多普勒法，適用于污水及有汽泡或雜質(zhì) 的清水，有單探頭與多探頭之分，安裝于渠道單側(cè)，安裝維護(hù)相對(duì)簡單，目前被 廣泛使用。2. 寬度 25 米以內(nèi)的窄渠道的測(cè)流方法選擇如果水位法能滿足測(cè)流要求，則盡量用水位法，原因主要有： 安全性好：其野外防盜防破壞及防淤積性能均優(yōu)于流速面積法。 可靠性好：不受水中懸浮物干擾，不易受環(huán)境影響。 安裝維護(hù)簡單：不需停水安裝與檢修。修建量水建筑物 渠寬限制順直段要求可靠性及安全性 精度水頭損失受下游雍水影

11、響 造價(jià)流速面積法的選型：水位法一般需要，費(fèi)用隨渠道寬度增加而增 加。2 米以內(nèi)前 10 后 5高有些情況下高（如薄壁堰），有些很 低（淹沒出流標(biāo)準(zhǔn)斷面）。有大隨渠寬增大而增大流速面積法 ：不需要沒有前 10 后 5一般普遍高沒有沒有與渠寬沒關(guān)系流速儀一般用于人工手動(dòng)校核率定測(cè)量，不用于自動(dòng)監(jiān)測(cè)，adcp 一般用 于寬渠道的測(cè)量，且價(jià)格很高。一般中小渠道流速面積法的選擇主要三種類型：超聲波時(shí)差法流量計(jì)（分單聲道法與多聲道法）如：risonic2000（瑞士）超聲波多普勒法流量計(jì)如：hoh-l-o1（北京金水中科）非接觸表面流速儀（雷達(dá)流速儀、超聲流速儀）1）超聲波時(shí)差法流量計(jì)（分單聲道法與多聲

12、道法） 實(shí)物安裝圖如下圖：安裝示意圖如下：測(cè)流原理如下圖：斷面的平均流速等于=(v1*a1+v2*a2+vi*ai+vn*an)/a vi :第 i 個(gè)流速探頭測(cè)量的平均線流速ai :第 i 個(gè)分割面積2）超聲波多普勒流量計(jì) 實(shí)物安裝圖如下圖:安裝示意圖如下圖:測(cè)流原理如下圖 :斷面的平均流速=實(shí)際測(cè)速范圍內(nèi)的雜質(zhì)最大概率流速3）adcp單聲路實(shí)物圖及安裝圖：單聲路測(cè)流原理圖：多聲路實(shí)物圖及安裝圖：多聲路測(cè)流原理圖：4）非接觸表面流速儀法（雷達(dá)流速儀、超聲流速儀）前兩種常用方法相互比較如下：測(cè)速原理均是測(cè)出標(biāo)準(zhǔn)斷面上的部分流速來換算為整體斷面的平均流 速，這里只比較兩種測(cè)量方法的精度：1 超聲

13、波時(shí)差法（多聲道法）2 超聲波多普勒法從理論上講，兩種方法測(cè)得的各自測(cè)流范圍的流速精度應(yīng)該都是很高的， 都在 1%以內(nèi)，關(guān)鍵是換算為斷面整體平均流速時(shí)其計(jì)算模型會(huì)產(chǎn)生誤差，因此 這兩種方法的實(shí)際斷面流量測(cè)量精度主要是換算模型及公式的精度及校準(zhǔn)精度。 從上述測(cè)量原理圖中可以看出，超聲波時(shí)差法（多聲道法）的實(shí)際測(cè)量范圍是線， 超聲波多普勒法的實(shí)際測(cè)量范圍為面，比較如下圖：超聲波時(shí)差法（多聲道法）與超聲波多普勒法的測(cè)量精度及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較。水質(zhì)要 求清 水 ，安裝 價(jià)格 可靠性 維護(hù)測(cè) 量 精 度寬 淺 渠 中 等 渠 道 窄渠道 道 （ 渠 （ 5 倍 水 （渠寬水 寬5 倍 深渠寬 深） 水深）

14、水深）超 聲 波 時(shí) 差 水 中 漂難高中高高一般法 （ 多 聲 道 浮 物 要 法） 少渾水，超聲波多水中需易中中一般高很高普勒法有雜質(zhì)或氣泡（對(duì)窄渠道（一般寬度在 20 米一下）多普勒法（縱向發(fā)射）流量計(jì)與時(shí)差法流 量計(jì)相比，當(dāng)水位波動(dòng)較大時(shí)，前者精度較高，當(dāng)流態(tài)左右岸不均勻時(shí)，后者較 高。）四、設(shè)備的選型及安裝維護(hù)1. 選型按照渠道寬度及類型不同測(cè)流設(shè)備大致可按照下表進(jìn)行選型：渠 道 寬 渠道 度范圍類型自然河道自動(dòng)在線測(cè)流設(shè)備類型 adcp(橫向）人工測(cè)流設(shè)備類型流速儀、非接觸流速儀（雷 達(dá)、超聲）、走航式 adcp30 米以上矩 形 人 adcp( 橫向、縱向）、多聲道時(shí)差法 工渠道

15、 明渠流量計(jì)梯 形 人 adcp(橫向、縱向）工渠道流速儀、非接觸流速儀（雷 達(dá)、超聲）、走航式 adcp流速儀、非接觸流速儀（雷 達(dá)、超聲）、走航式 adcp5 米-30 米1 米-5 米1 米以下自然河道矩 形 人工渠道梯 形 人工渠道自然河道矩 形 人工渠道梯 形 人工渠道矩 形 人工渠道梯 形 人工渠道其 他 形adcp(橫向）、多普勒明渠流量計(jì)adcp( 橫向、縱向）、多聲道時(shí)差法 明渠流量計(jì)、多普勒明渠流量計(jì) adcp( 橫向、縱向）、多普勒明渠流 量計(jì)adcp( 橫向、縱向）、多普勒明渠流 量計(jì)、非接觸流速儀（雷達(dá)、超聲） adcp( 橫向、縱向）、多聲道時(shí)差法 明渠流量計(jì)、多普

16、勒明渠流量計(jì)、非 接觸流速儀（雷達(dá)、超聲）、水位法 流量計(jì)adcp( 橫向、縱向）、多普勒明渠流 量計(jì)、非接觸流速儀（雷達(dá)、超聲）、 水位法流量計(jì)多普勒明渠流量計(jì)、多聲道時(shí)差法明 渠流量計(jì)、水位法流量計(jì)多普勒明渠流量計(jì)、水位法流量計(jì)多普勒明渠流量計(jì)、水位法流量計(jì)流速儀、非接觸流速儀（雷 達(dá)、超聲）、走航式 adcp 流速儀、非接觸流速儀（雷 達(dá)、超聲）、走航式 adcp 流速儀、非接觸流速儀（雷 達(dá)、超聲）、走航式 adcp 流速儀、非接觸流速儀（雷 達(dá)、超聲）、走航式 adcp 流速儀、非接觸流速儀（雷 達(dá)、超聲）、走航式 adcp、 水位計(jì)流速儀、非接觸流速儀（雷 達(dá)、超聲）、走航式 ad

17、cp、 水位計(jì)流速儀、水位計(jì)流速儀、水位計(jì)流速儀、水位計(jì)狀渠道2. 選址測(cè)流位置的選擇主要考慮以下三個(gè)方面：1）測(cè)流精度流速面積法測(cè)流一定要選渠道 斷面形狀規(guī)則穩(wěn)定的順直段，以保證水流 平穩(wěn)均勻，并盡量滿足前 10 后 5 水力半徑（渠道寬度）的要求。當(dāng)渠道的流態(tài) 為急流時(shí)，由于下游的干擾不會(huì)向上游傳導(dǎo)，此時(shí)在選擇順直段長度時(shí)可不考慮 后 5 的要求，盡量保證測(cè)流點(diǎn)上游有足夠的長度。2）供電方便盡量靠近有管理房的地方安裝設(shè)備，這樣電源可不用額外的費(fèi)用，并 且二次儀表等設(shè)備可放置于管理房中。在野外沒有管理房及 220v 電源不方便時(shí)， 再考慮太陽能供電。3）安全維護(hù)與水接觸的測(cè)流設(shè)備在斷水期間會(huì)

18、露出水面，如果在野外則會(huì)成為很 嚴(yán)重的安全隱患，所以條件允許的話盡可能將設(shè)備安裝于有人值守的管理區(qū)范圍 內(nèi)，這樣也方便設(shè)備的日常維護(hù)。3.安裝與水接觸的測(cè)流設(shè)備設(shè)備的安裝主要考慮以下幾方面1）避免淤積與堵塞設(shè)備一般不安裝到渠道最底部，避免淤積與大塊推移質(zhì)的沖撞；另水中一般會(huì)有水草及塑料袋等垃圾，很容易堵塞超聲傳感器發(fā)射與接收裝置，所以設(shè)備 盡可能嵌入渠璧或緊貼渠璧安裝。2）方便維護(hù)與裝卸設(shè)備采用支架方式安裝，便于在發(fā)生故障或進(jìn)行日常維護(hù)時(shí)裝卸，同時(shí)可 在某些四季不斷水或積水排不干的渠道上帶水安裝。其缺點(diǎn)是有可能會(huì)增加堵塞 的概率并在水流高速時(shí)受到較大的沖擊。3）采用防盜安裝在不影響測(cè)流精度的情

19、況下盡量采用適當(dāng)?shù)姆辣I措施。4. 維護(hù)及時(shí)清理設(shè)備上的堵塞物、清潔傳感器、定時(shí)校準(zhǔn)設(shè)備。五、測(cè)流設(shè)備的率定渠道測(cè)流設(shè)備的率定一般用傳統(tǒng)的流速儀法，費(fèi)用低并且可靠性高，在加 密布線的情況下精度也能保證。1. 對(duì)比測(cè)流工況與次數(shù)選擇為了率定測(cè)流設(shè)備的實(shí)際測(cè)量精度及流量修正系數(shù)，我們通過傳統(tǒng)的流速 儀測(cè)流法 來進(jìn)行在同一測(cè)流斷面的對(duì)比測(cè)流實(shí)驗(yàn)。對(duì)某些測(cè)流設(shè)備來講，在渠道 測(cè)流條件非常理想時(shí)，其測(cè)流結(jié)果直接就是實(shí)際流量，是不需要進(jìn)行流量修正的 （即不需要流量修正系數(shù)），流量修正系數(shù)實(shí)際是由于渠道測(cè)流斷面流態(tài)條件不 理想等原因產(chǎn)生的，如渠道沒有足夠長的順直段使得測(cè)流斷面有偏流情況時(shí)，這 時(shí)測(cè)流結(jié)果需乘以

20、由于偏流引起的流量修正系數(shù)。在線測(cè)流設(shè)備的流量修正系數(shù)在一個(gè)測(cè)流斷面不是一個(gè)恒定的值，是會(huì)隨著 水流狀態(tài)發(fā)生變化的，一般是通過隨高、中、低三個(gè)代表性水位變化來表示的。 當(dāng)渠道測(cè)流斷面較寬且偏流現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，對(duì)于不同的水位流量修正系數(shù)會(huì)有比較 大的差別（例如流量修正系數(shù)在高水位時(shí)大于 1 而在低水位時(shí)小于 1）。所以在 選擇測(cè)流斷面時(shí)應(yīng)盡量避免這種情況出現(xiàn)，要保證在高、中、低不同水位時(shí)流量 修正系數(shù)基本保持一致（都大于 1 或都小于 1），這時(shí)可用一個(gè)平均流量修正系 數(shù)來表示整個(gè)斷面的流量修正系數(shù)。對(duì)比測(cè)流如果按水位 10 等分并在每種水位條件下進(jìn)行高、中、低三種流速 的流況下進(jìn)行，則共計(jì)會(huì)有 3

21、0 次比較完整對(duì)比測(cè)流實(shí)驗(yàn)，具體如下表。實(shí)際進(jìn) 行對(duì)比測(cè)流時(shí)，一般進(jìn)行簡化處理，大多是選擇具有代表性的高、中、低三個(gè)水 位進(jìn)行 3 次對(duì)比側(cè)流試驗(yàn)。30 次完整的對(duì)比測(cè)流實(shí)驗(yàn)表 序號(hào) 水位（最高水流態(tài)（高、中、 流速儀法實(shí)測(cè)流量計(jì)測(cè)量值位為 h)1 h124 0.9h567 0.8h8910 0.7h111213 0.6h141516 0.5h171819 0.4h202122 0.3h232425 0.2h262728 0.1h2930低流速）高中低高中低高中低高中低高中低高中低高中低高中低高中低高中低值2.流速儀法的具體方法1）測(cè)線布設(shè)不同渠寬的測(cè)線布設(shè)數(shù)目渠別水面寬（m）測(cè)線間距（m）測(cè)

22、線數(shù)目總干、干渠分干、支渠支渠、斗渠20505201.552.05.01.02.50.25 0.610 2058372）流速測(cè)量不同水深的測(cè)速方法總干、干、 分干渠支、斗、農(nóng)渠水深（m）測(cè)速方法水深（m）測(cè)速方法3.0五點(diǎn)法1.5五點(diǎn)法1.0 3.0三點(diǎn)法0.5 1.5三點(diǎn)法0.81.0二點(diǎn)法0.30.5二點(diǎn)法0.8一點(diǎn)法0.3一點(diǎn)法3）斷面測(cè)量斷面測(cè)量包括測(cè)線間距（部分寬）測(cè)量和水深測(cè)量。測(cè)線間距一般在布置測(cè) 線時(shí)設(shè)置固定標(biāo)志，其間距均事先測(cè)出，測(cè)流時(shí)只需測(cè)量水邊寬度。水深測(cè)量測(cè)稈直接觀讀，用懸索測(cè)深時(shí)，由于水流的沖擊作用，入水后懸索向下游偏斜，一般偏角不大時(shí)，將濕繩長度視為水深，若偏角大于

23、 10時(shí)則需 修正濕繩長度后才得水深值。用測(cè)稈測(cè)深時(shí)，往往有壅水現(xiàn)象，因此要修正壅水影響的水深誤差。即在觀讀水深時(shí)，減去壅水高度。在混凝土襯砌的斷面上測(cè)流，水深測(cè)量應(yīng)注意測(cè)稈底盤下面一段尖端的高度，根據(jù)分化刻度的起始位置，進(jìn)行相應(yīng)的處理。無論使用 何種測(cè)具測(cè)量水深，測(cè)量時(shí)都應(yīng)保持垂直狀態(tài)。4）斷面流量計(jì)算斷面流量計(jì)算一般采用平均分割法。計(jì)算步驟如下：1 計(jì)算測(cè)點(diǎn)流速：根據(jù)施測(cè)記錄的轉(zhuǎn)數(shù)和歷時(shí)，按流速公式 v=kn+c，計(jì)算測(cè)點(diǎn)流速；2 計(jì)算垂線平均流速：根據(jù)實(shí)測(cè)情況，按垂線平均流速的計(jì)算方法，求出各測(cè)線的 垂線平均流速：v 、v v ；m1 m2 m（n-1）計(jì)算部分平均流速：部分平均流速就是

24、相鄰兩條測(cè)線的垂線平均流速的平均值：v =2v =3 1212（v +v ）m1 m2（v +v ）m2 m3水邊部分平均流速（v 或 v ），等于近岸測(cè)線的垂線平均流速（v 或 v1 n m1 m （ n-1 ）岸邊流速系數(shù) ：v = v1 m1v = vn m（n-1）乘以岸邊流速系數(shù) ，與渠道的斷面形狀、渠岸的糙率、水流條件等有關(guān)。合理地選取 值，對(duì)提高流量施測(cè)精度有顯著影響。 值可以通過實(shí)測(cè)確定。 計(jì)算部分面積：部分面積由相鄰的兩條測(cè)線處的水深的平均值乘以測(cè)線間距而 得，如圖 1 中：f =2f =31212（d +d ）b 1 2 2（d +d ）b 2 3 3 兩水邊部分面積為：2

25、n2f =112d b1 1f =n12d bn-1 nb1bbnf1f2f3fd1dd3d(n-1)圖測(cè)流斷面部分面積示意圖 計(jì)算部分流量：由每塊部分面積乘以該面積上對(duì)應(yīng)的部分平均流速即得部分流 量。設(shè)各個(gè)部分流量為：q 、q 、q q ，則：1 2 3 nq v f1= 1 1q v f2= 2 2q =v f3 3 3 q = v fn n n計(jì)算斷面流量：各個(gè)部分流量之和即為斷面流量（q）：q=ni =1qi3.對(duì)比測(cè)流數(shù)據(jù)處理序號(hào)流速儀法實(shí)測(cè)值流量計(jì)測(cè)量值流量修正系數(shù)平均流量修正系數(shù)12334567891011121314151617181920212223242526272829流

26、量修正系數(shù) = 流速儀法實(shí)測(cè)值/流量計(jì)測(cè)量值平均流量修正系數(shù) = (流量修正系數(shù) 1+ 流量修正系數(shù) 2+.+流量修正系數(shù) 30)/304.率定結(jié)果處理流量修正系數(shù)如果大于 1.2 或小于 0.8，則說明測(cè)流斷面選擇有問題或流量 計(jì)在斷面上的安裝位置有問題，需重新選擇測(cè)流斷面或流量計(jì)安裝位置。如果 30 次不同流況下率定的流量修正系數(shù)最大與最小值大小誤差在 10%以 內(nèi)，則用平均流量修正系數(shù)作為該斷面的流量修正系數(shù)。如果 30 次不同流況下率定的流量修正系數(shù)最大與最小值大小誤差在 10%以 上 20%以內(nèi)，則按高、中、低水位或高、低水位確定該斷面的3 個(gè)或 2 個(gè)不同水 位范圍的流量修正系數(shù)。

27、如果 30 次不同流況下率定的流量修正系數(shù)最大與最小值大小誤差在 20%以 上，則說明測(cè)流斷面選擇有問題，需重新選擇測(cè)流斷面。六、測(cè)流設(shè)備的測(cè)量精度提高以上幾種測(cè)流設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中其實(shí)際測(cè)量精度與理論精度（即儀器出廠 標(biāo)定精度）肯定會(huì)有一定的差距，這主要是由于安裝位置、安裝精度、數(shù)據(jù)處理 方法、率定方法等產(chǎn)生的，因此提高測(cè)量精度主要從這幾點(diǎn)入手：（1） 調(diào)整安裝位置盡量選擇具有標(biāo)準(zhǔn)斷面的順直渠道，滿足前 10 后 5 的要求（既 儀器上游順直段有 10 倍渠寬，下游順直段有 5 倍渠寬）。如果 不滿足這個(gè)要求，水的流態(tài)不會(huì)非常平穩(wěn)，會(huì)產(chǎn)生測(cè)量結(jié)果偏大 或偏小的情況，這時(shí)就需要進(jìn)行修正，一般是乘

28、以一個(gè)修正系數(shù) （該系數(shù)是通過現(xiàn)場率定產(chǎn)生的）或調(diào)整安裝位置。（2） 提高安裝精度主要為流速探頭的安裝角度、位置等是否準(zhǔn)確，如果安裝角度 發(fā)生偏差，則結(jié)果會(huì)有一個(gè)固定的誤差系數(shù)，這時(shí)候?yàn)樘岣邷y(cè)量 精度則需要調(diào)整安裝角度或乘以一個(gè)修正系數(shù)。（3） 數(shù)據(jù)處理方法主要是指在實(shí)際測(cè)量過程中現(xiàn)場會(huì)有各種干擾（如正在測(cè)量時(shí) 有魚在流速探頭附近游過），使個(gè)別數(shù)據(jù)不準(zhǔn)或完全失真，如果 測(cè)量的時(shí)間間隔較大，則這些失真數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大影 響，因此需要增加測(cè)量時(shí)間間隔密度或?qū)κд鏀?shù)據(jù)進(jìn)行刪除或平 滑處理。（4） 率定方法率定 時(shí)一定要保證在一段時(shí)間內(nèi)測(cè)量斷面處的過流量保持恒 定，否則在漲水或落水的過程中同樣

29、的水位會(huì)對(duì)應(yīng)不同的流量， 造成校準(zhǔn)系數(shù)結(jié)果偏大（落水）或偏小（漲水）；另一個(gè)要注意 的是要選擇一個(gè)或幾個(gè)合適的水位附近進(jìn)行校準(zhǔn)，不能選擇極端 水位；當(dāng)實(shí)際斷面過流量的準(zhǔn)確值無法獲得時(shí)，可通過對(duì)稱法或 反向法安裝儀器來抵消系統(tǒng)誤差。七、在線測(cè)流系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)及組成系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖：其中：流量計(jì)由水位流速傳感器與終端機(jī)（二次儀表）組成；2 監(jiān)控管理軟件安裝于服務(wù)器上。3 通訊儀器可選無線通訊設(shè)備或有線網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備。4 電源系統(tǒng)可采用民用供電系統(tǒng)或太陽能供電系統(tǒng)，也可使用電池供電。系統(tǒng)組成：明渠流量計(jì) 通訊儀器監(jiān)控軟件及服務(wù)器 電源系統(tǒng)八、相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施方案（2016-20

30、18） gb 50179-2015 河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范sl 5372011sl 3372006水工建筑物與堰槽測(cè)流規(guī)范聲學(xué)多普勒流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范sl 365 2007 水資源水量監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則 sl 384 2007 水位觀測(cè)平臺(tái)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) gb/t 501382010 水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)sl 61 2003水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范szy 2022013 水資源監(jiān)測(cè)站點(diǎn)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則 szy 2032012 水資源監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)要求 szy 2042012 監(jiān)測(cè)設(shè)備現(xiàn)場安裝調(diào)試 szy 2052012 水資源監(jiān)測(cè)設(shè)備質(zhì)量檢驗(yàn) szy 2062012 水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約九、國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項(xiàng)目灌區(qū)渠首取水1. 建設(shè)目標(biāo)及任務(wù)要求監(jiān)測(cè)目標(biāo)要求 ：對(duì)全國河道外取水量的 80%以上和全國總水量的 50%以上實(shí)現(xiàn)取用水在線監(jiān)測(cè)，其中 5 萬畝以上灌區(qū)渠首取水全部實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，1 萬畝 至 5 萬畝灌區(qū)渠首取水實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)或規(guī)范計(jì)量。建設(shè)內(nèi)容：對(duì)地表取水年許可取水量在 100300 萬 m3 之間和地下取水年許可取水量在 2050 萬 m3 以上的頒證取用水戶進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)建設(shè)，以及對(duì) 2321個(gè)重點(diǎn)中型以上灌區(qū)（即灌溉面積 5 萬畝及以上的灌區(qū)）渠首取水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)流精度要求：精度等級(jí)1 類精度