明渠流量計(jì)堰槽選型指南

1、 明渠流量計(jì)堰槽選型指南選用量水堰槽主要考慮的問題是：測流精度、流量大小，是否易于淤積，損失水頭大小，制造成本，安裝工作量及是否便于維護(hù)。超聲波明渠流量計(jì)只有一個(gè)水位測量探頭，既只能有一個(gè)水位觀測點(diǎn)，這就要求所選擇的堰槽只能工用在自由流條件。1、 在測流精度方面，上述堰槽排列順序如下：直角三角堰：12%矩形堰： 14%巴歇爾槽： 3%無喉道槽： 4%PB槽： 4%2、 與超聲明渠流量計(jì)配用，適用流量范圍：直角三角堰： 0.140升/秒矩形堰： 2升/秒以上，小于10立方米/秒巴歇爾槽： 1升/秒以上，小于10立方米/秒無喉道槽： 1升/秒以上，小于3立方米/秒PB槽： 1升/秒以上，小于1立方

2、米/秒3、 直角三角堰、矩形堰結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，安裝容易，但是水中泥沙含量大時(shí)， 堰 板上游淤積，水頭損失也較大。巴歇爾槽、無喉道槽、PB槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高， 安裝工作量大，但不易淤積，水頭損失也小。4、 自由流條件：堰槽量水的原理，是利用堰槽的縱向或側(cè)向縮水作用，使流過堰槽水 的 流量與堰槽某處水位形成對(duì)應(yīng)關(guān)系，以便通過測量水位求流量。這就需要量水堰槽安裝在渠道以上后，堰槽下游水流的變化，不影響堰槽上游水位。更準(zhǔn)確地講，流經(jīng)堰槽的水流必須超過改為臨界狀態(tài)，既下游水流的動(dòng)能不能向上游傳遞。這種情況，就是滿足了堰槽的自由流條件。否則就是淹沒流。直角三角堰、矩形堰的自由流條件比較容易判定，只要

3、堰板下游水位低于堰板過水位位的最低點(diǎn)，就是自由流了。參見圖六和圖七。巴歇爾槽、無喉道槽、PB槽不要求下游水位低于量水槽過水部位的最低點(diǎn)，可以有一定的淹沒度。所謂淹沒度，是指量水槽下游水位觀測點(diǎn)與上游水位觀測點(diǎn)的比值。便例如，下游水位為0.3米，上游水位為0.6米，則淹沒度為0.5或?yàn)?0%。上述三種量水槽的技術(shù)要求里，都給出了臨界淹沒度，只要量水槽過水時(shí)，實(shí)測的淹沒度小于臨界淹沒度，就是自由流，否則是淹沒流。這里只是提出，要把滿足自由流條件作為選擇量水堰槽時(shí)的一個(gè)考慮當(dāng)一個(gè)量水堰槽已安裝在渠道上，并已通水，判斷是否自由流是很容易的。但一量發(fā)現(xiàn)是淹沒流，那么量水堰槽的安裝就是失敗的了。就可能要返

4、工。因此，必須在施工安裝之前，就正確地判斷出，量水堰槽安裝以后，是否會(huì)出現(xiàn)淹沒流。如果經(jīng)過推算，不能滿足自由流條件，還可以換另一種堰槽或改變安裝方法。在安裝量水堰槽之前，判斷自由流，是量水堰槽選擇、安裝工作中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。必須十分重視。如何在裝之前判斷自由流，這個(gè)問題將在第八章“安裝量水堰槽”中詳述。總括上述因素，本說明書推薦按下列條件選擇量水堰槽：當(dāng)水中泥沙含量不大，上游渠道有一定的壅水條件時(shí)，水量在40升/秒以下，選直角三角堰，大于40升/秒，選矩形堰。當(dāng)水中泥沙較大或上游不允許壅水過多時(shí)，選巴歇爾槽。如安裝場地地求量水槽尺寸小些時(shí)，選無喉道槽。相同流量條件下，無喉道槽的尺寸地長和寬

5、方面都比巴歇爾槽小。盡可能不用PB槽。有兩個(gè)技術(shù)方面的問題可能會(huì)限制在許多場合的應(yīng)用。A、本說明書缺少可靠的PB槽的水位流量關(guān)系，用戶要自己進(jìn)行標(biāo)定。這需要花很大的工作量和費(fèi)用；b、當(dāng)渠道或涵管下游由于淤積等原因造成水流流運(yùn)不暢時(shí)，就無法滿足自由條件。如果是巴歇爾槽或無喉道槽，我們可以把淤積視為渠底，把量水槽適當(dāng)抬高，在新的零水位線上安裝，這樣就可以滿足自由流條件。但是PB槽就不能返高，這是因?yàn)镻B槽是園管結(jié)構(gòu)，抬高后就無法與涵管對(duì)接了。當(dāng)然，如果安裝現(xiàn)場沒有這些問題限制，利用PB槽能直接與涵管對(duì)接的優(yōu)點(diǎn)，安裝施工是可以很簡單的。在考慮流量范圍時(shí)，有時(shí)渠道內(nèi)的最大流量并不一定是需要測量的。職環(huán)

6、保部門排污計(jì)量只需測量正常排水，當(dāng)下大暴雨時(shí)水量可能比平時(shí)大很多倍，這時(shí)量水堰槽出現(xiàn)淹沒流，使實(shí)測流量偏小并不重要。有時(shí)還故意將量水堰槽高度做得矮些，雖然減小了量水堰槽的量水范圍，卻增加了渠道的泄洪能力，當(dāng)出現(xiàn)洪水時(shí)，洪水可以從堰槽上漫過。以下幾章介紹直角三角堰、矩形堰、巴歇爾槽、無喉道槽、PB槽的技術(shù)性能和構(gòu)造要求，可以作為選用時(shí)參考。三、直角三角堰三角堰過水?dāng)嗝鏋槿切稳笨冢琼斚蛳?，角度可?0°C 100°C之間。當(dāng)角度為90°C時(shí)，叫作直角三角堰。直角三角堰安裝在渠道上情況如圖一所示。其構(gòu)造如圖八材料：玻璃鋼板或灰塑料板要求：板面光華、平整、無扭曲；三角

7、口緣頂要平直，光滑。 j: 兩側(cè)嵌入渠道側(cè)壁的深度 k:下部嵌入渠底的深度需要注意的是，直角三角堰的堰口應(yīng)制成銳緣，傾斜面指向下游；緣口要平直；堰板要平整，堰板靠上游一面要平滑，堰板安裝在渠道上要豎直外，還要安在渠道中心線上。堰板材料可以用灰塑料板，玻璃鋼板或不銹鋼板，要耐腐蝕，不易變形。厚度要保證在水流沖擊下，不變形，一般應(yīng)在1020毫米之間。圖八所示直角三角堰的水位測量點(diǎn)在渠道上游距堰板0.61米范圍內(nèi)，超聲探頭用橫梁架在渠道上方。直角三角堰的水位零點(diǎn)在與三角缺口角頂平齊的水平面上。實(shí)際上由于水與堰板之間有親合力作用，水位零點(diǎn)還要跟據(jù)堰板的材質(zhì)進(jìn)行些小的修正。當(dāng)堰板為不銹鋼時(shí)，需加1毫米。

8、也就是說當(dāng)缺口角頂不齊的水平面算起，用量尺實(shí)測水位為100毫米，就要用（100+1）101毫米作為真正過堰水位，用101毫米查水位流量表，求出相應(yīng)的流量。在校正超聲波明渠流量計(jì)水位時(shí)，也要使儀表的水位示值顯示為101毫米。當(dāng)堰板材質(zhì)為灰塑料或玻璃鋼時(shí)，真實(shí)水位要用實(shí)測水位減去2毫米。直角三角堰板上游平直渠道應(yīng)有大于渠寬10倍的距離。直角三角堰板的自由流條件是，堰板下游水位低于堰板三缺口的角頂。直角三角堰的水位-流量關(guān)系如表一。當(dāng)渠道寬度或堰板直角角頂?shù)角拙嚯x不同時(shí)，水位-流量關(guān)系會(huì)有約百分之幾的偏差，需參照檢定規(guī)程另行計(jì)算。表一、直角三角堰水位-流量對(duì)應(yīng)表 水位單位：米 流量單位：升/秒液位

9、流量液位流量液位流量四、矩形堰矩形堰的過水?dāng)嗝媸蔷匦巍０惭b在渠道上的情況如圖二。矩形缺口的寬度不能小于0.15米；寬度上限還沒有確切數(shù)據(jù)，曾經(jīng)有人把它做到15米，仍可以很好地運(yùn)行。矩形堰缺口的過水高度有一定限制：下限不要小于30毫米，小了會(huì)使量水誤差增大，如果水量較小，可換缺口窄些的矩形或三角堰。上限不要大于矩形缺口下緣到上游側(cè)渠底距離的3.5倍。圖九是矩形堰板的構(gòu)造圖。材料：玻璃鋼板或灰塑料板要求：板面光滑、平整、無扭曲； 三角口緣頂要平直，光滑j：兩側(cè)嵌入渠道側(cè)壁的深度k:下部嵌入渠底的深度B2505007501000H250300500500P100150200200T125150125

10、250圖九、矩形堰板的構(gòu)造這里只給出缺口寬為0.250米、0.5米、0.75米、1米幾種，可以滿足絕大多數(shù)情況下的應(yīng)用需要。需要注意的是，矩形堰的堰口應(yīng)制成銳緣,傾斜面指向下游；緣口要平直；矩形缺口兩個(gè)豎緣與下緣夾角要成90°C；堰板要平整，堰板靠上游一面要平滑。堰板材料可以用灰塑料板，玻璃鋼板或不銹鋼板，要耐腐蝕，不易變形。厚度要保證在水流沖擊下，不變形，一般應(yīng)在1020毫米之間。矩形堰的水位測量點(diǎn)在渠道上游距堰板34倍最大過堰水深處，一般在0.6米1米范圍內(nèi)，超聲探頭用橫梁架在渠道上方。矩形堰的水位零點(diǎn)在與矩形堰下堰緣平齊的水平面上。實(shí)際上，水位零點(diǎn)還要進(jìn)行些小的修正。當(dāng)堰板為不

11、銹鋼時(shí)，需加4毫米。也就是說，當(dāng)從缺口角頂平齊的水平面算起，用量尺實(shí)測水位為100毫米，就要用（100+4）104毫米作為真正過堰水位；用104毫米查水位流量表，求出相應(yīng)的流量。在校正超聲波明渠流量計(jì)水位時(shí)，也要使儀表有水位示值顯示為104毫米。當(dāng)堰板材質(zhì)為灰塑料或玻璃鋼時(shí)，真實(shí)水位直接用實(shí)測水位，不需修正。矩形堰板的自由流條件是，堰板下游水位低于堰板缺口的下緣。表二至表五示出圖九所示的矩形堰的水位流量關(guān)系。當(dāng)渠道寬度或缺口下緣到渠底距離不同時(shí)，水位流量關(guān)系會(huì)有約百分之幾的偏差，需參照檢定規(guī)程另行計(jì)算。表二0.25米堰口寬矩形堰的水位流量關(guān)系 液位單位：米 流量單位：升/秒液位流量.4376液

12、位流量液位0.23.流量表三0.5米堰口寬矩形堰的水位流量關(guān)系 液位單位：米 流量單位：升/秒液位流量液位流量液位流量液位流量表四0.75米堰口寬矩形堰的水位流量關(guān)系 液位單位：米 流量單位：升/秒液位流量液位流量液位流量液位流量液位流量表五1米堰口寬矩形堰的水位流量關(guān)系 液位單位：米 流量單位：升/秒液位流量液位流量液位流量液位流量液位流量五、巴歇爾槽巴歇爾槽水如圖三。巴歇爾槽為矩形橫籽面的短喉道槽，由喉道上游的均勻收縮段，喉道段和下游均勻擴(kuò)散段組成。其構(gòu)造如圖十所示。圖中尺寸數(shù)據(jù)列于表六中。巴歇爾槽的構(gòu)造尺寸要求嚴(yán)格，喉道部分尺寸誤差不要大于0.2%，其它尺寸不要大于1%。大型巴歇爾槽可用

13、混凝趕土建造，小型的應(yīng)用玻璃鋼整體模制成型做內(nèi)襯，外側(cè)用混凝土灌注。巴歇爾槽安裝時(shí)，收縮段下底要水平；巴歇爾槽的側(cè)墻要豎直；槽的中心線要與渠道的中心線重迭；進(jìn)出口用45°角墻與渠道邊坡連接。巴歇爾槽的水位測量點(diǎn)在進(jìn)品收縮段，從與喉道連接處向上游到收縮段的2/3處。下游水位測量點(diǎn)，可以用來確定淹沒度。巴歇爾內(nèi)水面波動(dòng)較大，為提高測量精度，應(yīng)在巴歇爾槽的旁側(cè)構(gòu)造構(gòu)造靜水井，用連通管與槽內(nèi)連通，在靜水井內(nèi)測量不位。靜水井尺寸為0.30.5米方形為益。尺寸太大，井內(nèi)水位變化滯后；太小，不利于以后清淤。井底要比槽底低0.2米左右，以防止淤積，堵塞連通管。連通管直徑為3050毫米即可。超聲波探頭

14、安裝在靜水井上方。如水中含泥沙較多，靜水井易淤積，超聲波探頭也可以安裝在巴歇爾槽收縮段的上方。既便這樣，靜水井也是需要的。由于槽內(nèi)水面波動(dòng)，校正流量計(jì)水位時(shí)，用尺在槽內(nèi)是很難測得準(zhǔn)確的水位值的。有了靜水進(jìn)，就方便多了。巴歇爾槽的水位零點(diǎn)在收縮段下底的平面上。對(duì)于混凝土槽，水位零點(diǎn)可以不作修正。于玻璃鋼槽 ，尺測水位應(yīng)減去3毫米。例如，用尺量得水位為200毫米，則應(yīng)減去3毫米，用197毫米去查水位流量表，求流量。在校正超聲波流量計(jì)時(shí)，也使流量計(jì)顯示的水位示值為197毫米。巴歇爾槽上游平直渠道應(yīng)有大于渠寬5倍的距離。巴歇爾槽的自由流條件用淹沒度來衡量。當(dāng)淹沒度大于臨界淹沒度時(shí)，為淹沒流；當(dāng)淹沒度等

15、于或小于臨界淹沒度時(shí)，為自由流。各種巴歇爾槽的臨界淹沒度在表七中。巴歇爾槽的水位流量關(guān)系符合下述公式，可以用計(jì)算的方法求出。公式中含有的流量系數(shù)C、n可從表七中查到。一般用喉道寬來區(qū)分巴歇爾槽的型號(hào)。表八表十列出76、152、228、喉道寬巴歇爾槽的水位流量表，以方便使用。QCHn式中：Q：流量（立方米/秒） H：水位（米） C：流量系數(shù)（查表七） n：流量系數(shù)（查表七）說明：圖示為玻璃鋼制巴歇爾槽內(nèi)襯，內(nèi)尺寸要標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)表面要光潔、平整。槽上部400mm部分為探頭支架。壁厚要大于8mm，要求見正文。圖中G、M、T1、T2尺寸根據(jù)與渠道配合需要確定。圖中J是為增加強(qiáng)度的外翻邊，不能小于50mm。

16、其它尺寸按表六要求尺寸注示表：BL1LL2LaB1B2DNKT1T2GMJmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm表六、巴歇爾槽構(gòu)造尺寸類別序號(hào)喉道段收縮段擴(kuò)散段墻高bLNB1L1LaB2L2kD小型12345標(biāo)準(zhǔn)型67891011121314151617大型1819202122232425表七、巴歇爾槽參數(shù)類別序號(hào)喉道寬度b(m)流量公式Q=Chan(x10-3m3/3)水位范圍h(m)流量范圍Qx10-3(m3/s)臨界淹沒度m(%)最小最大最小最大小型1a2 ha3 ha4 ha85 ha3251標(biāo)準(zhǔn)型6561 ha132507679ha2140081038 ha63

17、091403 ha48850101772 ha571100112147 ha651250122397 ha691500132904 ha772000143668 ha862500154440 ha933000165222 ha993600176004 ha1.6054000大型187463 ha1.68280198859 ha1.6146802010960 ha1.6250402114450 ha1.6379702217940 ha1.6471602321440 ha563302428430 ha1.6747002535410 ha1.693040表八、76毫米寬巴歇爾槽水位流量表 液位單位：

18、米 流量單位：升/秒液位流量表九、152毫米寬巴歇爾槽水位流量表 液位單位：米 流量單位：升/秒液位流量表十、228毫米寬巴歇爾槽水位流量表 液位單位：米 流量單位：升/秒液位0.540.60流量六、無喉道槽無喉道槽量水如圖四。無喉道槽沒有喉道段，由進(jìn)口的收縮段，和出口的擴(kuò)散段組成。其構(gòu)造如圖十一所示。無喉道槽的構(gòu)造尺寸很有規(guī)律，只要兩個(gè)尺寸就能表述一個(gè)無喉道槽的規(guī)格：1、喉道寬b；2、槽長L。收縮段占槽長的1/3，擴(kuò)散段占槽長的2/3。收縮段是以3：1的斜率收縮；擴(kuò)散段以1：6的斜率擴(kuò)散。各種無喉道槽的尺寸及數(shù)據(jù)列于表十一中。無喉道槽的構(gòu)造尺寸要求嚴(yán)格，誤差不要大于0.2%。由于尺寸要求高，

19、制作時(shí)最好用玻璃鋼整體模制成型做內(nèi)襯，外側(cè)用混凝土灌注。也可以用灰塑料板制作。為保證尺寸穩(wěn)定，板厚不能小于10毫米。無喉道槽安裝時(shí)，槽底要水平，側(cè)墻要豎直，槽的中心線要與渠道的中心線重迭；進(jìn)出口用45O角墻與渠道邊坡連接。無喉道槽的水位測量點(diǎn)在進(jìn)口收縮段，距進(jìn)口向下游1/9槽長的位置。下游水位測量點(diǎn)，可以用來確定淹沒度。無喉道槽比巴歇爾槽內(nèi)水面波動(dòng)更大，為提高測量精度，應(yīng)在無喉道槽的旁側(cè)構(gòu)造靜水井，用連通與槽內(nèi)連通，在靜水井內(nèi)測量水位。靜水井內(nèi)尺寸0.30.5米方形為益。尺寸太大，井內(nèi)水位變化滯后；太小，不利于以后清淤。井底要比槽底低0.2米左右，以防止淤積，堵塞連通管。連通管直徑為3050毫

20、米即可。超聲波探頭安裝在靜水井上方。如水中含泥沙較多，靜水井易淤積，超聲波探頭也可以安裝在無喉道槽收縮段的上方。即便這樣，靜水井也是需要的。由于槽內(nèi)水面波動(dòng)，校正流量計(jì)水位時(shí)，用尺在槽內(nèi)是很難測得準(zhǔn)確的水位值的。有了靜水井，就方便多了。無喉道槽的水位零點(diǎn)在收縮段下底的平面上。對(duì)于混凝土槽，水位零點(diǎn)可以不作修正。對(duì)于玻璃鋼槽，尺測水位應(yīng)減去3毫米。例如，用尺寸量得水位為200毫米，則應(yīng)減去3毫米，用197毫米去查水位流量表，求流量。在校正超聲波流量計(jì)時(shí)，也使流量計(jì)顯示的水位值為197毫米。無喉道槽上游平直渠道應(yīng)有大于渠寬5倍的距離。無喉道槽的自由 流條件用淹沒度來衡量。當(dāng)淹沒度大于臨界淹沒度時(shí)，

21、為淹沒流；當(dāng)淹沒度等于或小于臨界淹沒度時(shí)，為自由流。各種無喉道槽的臨界淹沒度在表十一中。無喉道槽的水位流量關(guān)系符合下述公式，可以用計(jì)算的方法求出。公式中含有的流量系數(shù)C、n可從表七中查到。一般用喉寬乘槽長來區(qū)分無喉道槽的水位流量表，以方便使用。Q=CHn式中：Q：流量（立方米/秒）H：水位（米）C：流量系數(shù)（查表十一）n：流量指數(shù)（查表十一）圖十一、無喉道槽的構(gòu)造尺寸注示表：bmmL=L0mm2L/9mmL/3mm2L/3mmb+2L/9mmDmmGmmMmmTmm說明：圖示為玻璃鋼制無喉道槽內(nèi)襯，槽內(nèi)尺寸要準(zhǔn)確，內(nèi)表面要光潔、平整。壁厚要大于8 mm，要求見正文。靜水井上面開口要利于清淤積物

22、。靜水井上另安可拆卸的平板架，用來安探頭。圖中M，G尺寸根據(jù)與渠道配合需要確定。T是為增加強(qiáng)度的外翻邊，不能小于50 mm。其它尺寸按表十一要求表十一、無喉道槽的尺寸和參數(shù)序號(hào)喉寬b（m）槽長L0（m）墻高D（m）流量系數(shù)C流量指數(shù)n液位范圍（m）流量范圍（10-3m3/s）臨界淹沒度m%最小最大最小最大1802160324043305400610810716123082016509720102614701139222012533000表十二、 0.2×無喉道槽的水位 流量表 液位單位：米 流量單位：升/秒液位流量×無喉道槽的水位 流量表 液位單位：米 流量單位：升/秒液位

23、流量201.18.表十四×無喉道槽的水位 流量表 液位單位：米 流量單位：升/秒液位流量 七、PB槽PB槽是圓管形量槽，比較適合與涵管連接。PB槽的應(yīng)用情況如圖五。PB槽的構(gòu)造示于圖十二，尺寸數(shù)據(jù)列于表十五。表十五、PB槽的構(gòu)造尺寸。 尺寸單位：毫米 流量單位：升/秒序號(hào)標(biāo)稱尺寸流量范圍LABCDZEF13003097039029528529015217824008010804353952503902022423500130111039548523048024219946002501110460360290580292241580050013705504803407803932461

24、000830167065059043097049440471200130019807157155151160584432PB槽由圓管形進(jìn)水段、喉段、圓管形出水段組成，如圖十二。最好用玻璃干整體形成。如考慮安裝方便，可以將出水段與其它兩段分開制造。分開處做上法蘭盤，當(dāng)兩部分各自與上下游涵管對(duì)接好后，用螺栓見法蘭擰緊，使PB槽成為一個(gè)整體。PB槽制造時(shí)，要同時(shí)做上超聲波探頭支架，如圖十二所示。支架做成管形，上部做上法蘭，用來固定超聲波探頭。為防止支架管內(nèi)掛覆雜物，影響聲波傳播，支架管內(nèi)徑不能小于150毫米。支架長度與超聲波探頭的忙區(qū)對(duì)應(yīng)，相當(dāng)于300毫米。安裝PB槽的管道，其坡度需要早2%以下。上

25、游側(cè)的直管段長度需要為管徑的十倍以上，而在上游側(cè)的水路中最好沒有分岔、匯流、跌坎和顯著的彎曲。PB槽的零水位平面在喉道的下底平面上。PB槽的自由流條件要求淹沒度小于0.6。尺寸標(biāo)注表D mmLmmAmmBmmCmmZmmEmmFmm說明：圖示為玻璃鋼制P-B槽內(nèi)襯，槽內(nèi)尺寸要準(zhǔn)確，內(nèi)表面要光潔、平整。壁厚按尺寸注示表中Z。靜水井內(nèi)表面不要有突出部分防止產(chǎn)生超聲波反射。P-B槽喉道段上部開口，開口的橫向尺寸為P-B槽外徑的1，2。開口用來觀察水流情況和量校水位圖十二、P-B槽的構(gòu)造PB槽的水位流量關(guān)系需要在標(biāo)準(zhǔn)明渠流量裝置上進(jìn)行標(biāo)定。圖十三給出部分槽的水位流量關(guān)系，僅供參考。表十六、表十七給出管

26、徑300和500毫米PB槽的水位流量關(guān)系是經(jīng)過標(biāo)定的，可以直接使用。流量（升/秒）圖十三、PB槽水位流量關(guān)系表十六、 300毫米管徑PB槽的水位流量關(guān)系 液位單位：米 流量單位：升/秒液位流量表十七、500毫米管徑PB槽的水位流量關(guān)系 液位單位：米 流量單位：升/秒液位流量八、安裝量水堰槽根據(jù)現(xiàn)場情況選定量水堰槽后，就要進(jìn)行安裝工作了。量水堰槽的安裝是一項(xiàng)很細(xì)致的工作，切不可馬虎對(duì)待。否則，一旦安裝失敗，是不能測量流量的，返工也是相當(dāng)麻煩的事。量水堰槽的安裝大概可分成六部分工作：1、 準(zhǔn)備量水堰槽板或量水槽；2、 選擇安裝位置及修正渠道；3、 確定量水堰槽的零水位點(diǎn)相對(duì)渠底的位置；4、 在渠道

27、上固定量水堰槽；5、 靜水井，超聲探頭支架，探頭導(dǎo)線穿線管等的制作和安裝；6、 填寫安裝記錄表。1、 準(zhǔn)備量水堰槽板或量水槽；量水堰槽可以在購買流量計(jì)時(shí)從生產(chǎn)廠家購買。多數(shù)情況都是自行加工，或自行找加工廠訂做。堰板選1020毫米的工程灰塑料板或玻璃鋼板，用鉗工工藝鋸出形狀，再用挫細(xì)心修整，直至符合要求。量水堰槽要請(qǐng)異形玻璃鋼加工廠加工。首先按量水槽尺寸要求制作木模，復(fù)蓋聚脂模，涂脫模計(jì)，再用玻璃絲布、環(huán)氧樹脂交替包覆，直至達(dá)到厚度要求。待環(huán)氧樹脂固化后，脫模，修整到符合要求。量水槽壁厚不能太小，以保證尺寸的穩(wěn)定。喉道寬小于152毫米的巴歇爾槽，（總長月1.5米以下）壁厚不能小于8毫米。量水槽尺

28、寸大，壁厚也要厚。比如槽的長度達(dá)到3米，厚度應(yīng)增加到15毫米。有時(shí)，為了提高強(qiáng)度和尺寸的精確度，還可以在量水槽線性尺寸較大的部位埋入角鋼。加工量水堰槽時(shí)，要注意留出與渠道安裝時(shí)所需的連結(jié)部分。例如，三角堰如打算嵌入渠道側(cè)墻，堰板的外尺寸就要留出預(yù)計(jì)嵌入的寬度（見圖十、十一），以便用混凝土做45O連接墻時(shí)，不至于將混凝土抹到槽內(nèi)，影響水流。加工好的量水堰槽，安裝前，要再次認(rèn)真測量各部位尺寸是否符合要求。量水堰槽安裝前，要確定一個(gè)水位基點(diǎn)。一般可用金屬劃針在堰板上游側(cè)靠板上邊劃一條水平刻線。對(duì)于量水槽，刻線劃在槽內(nèi)側(cè)如果堰槽加工的比較規(guī)范，也可以用堰板的上邊線做水位基點(diǎn)，就不必劃線了。量出水位基點(diǎn)

29、到堰槽水位零點(diǎn)的垂直距離，作為基點(diǎn)高程。水位基點(diǎn)的位置和水位高程要分別填在（安裝記錄表）的相應(yīng)欄內(nèi)。以后校正流量計(jì)水位時(shí)要用到。校正水位時(shí)，要先用尺量水位，實(shí)際上，堰板內(nèi)通水后，尺插入水中是很難量準(zhǔn)水位的。一則，水的流動(dòng)，使尺邊水面波動(dòng)，看不準(zhǔn)；二則，PB槽，量水槽的水位測量點(diǎn)與堰槽的水位零點(diǎn)不在同一位置，也不能量。有了人為預(yù)定的水位基點(diǎn)和水位高程，就可以從水位基點(diǎn)起，向下量出到水面的距離，再用水位高程減去前面的距離數(shù)，即得出水位值。2、 選擇安裝位置及修正渠道；安裝量水堰槽應(yīng)選擇渠道平直段較長，水流順暢，渠道允許有些壅水，離二次表較近。日后維護(hù)方便的位置。如果渠道有跌口，堰槽安裝在跌水口上坎

30、上最好，既不會(huì)出現(xiàn)淹沒流，又不會(huì)造成上游壅水。量水堰槽安裝在渠道上，要穩(wěn)定，牢固，不漏水。如果安裝位置，渠道條件不好，在安裝量水堰槽前，要進(jìn)行一些修整。3、 確定量水堰槽的零水位點(diǎn)相對(duì)渠底的位置；第二章“選定量水堰槽”中提到，為了量水堰槽在渠道上安裝后，能滿足自由流條件，必須將量水堰槽的零水位點(diǎn)安裝在相對(duì)渠底的正確位置上。本節(jié)將詳細(xì)討論這個(gè)問題。確定量水堰槽的零水位點(diǎn)相對(duì)于渠底的位置，首先要知道兩個(gè)數(shù)字：1、渠道內(nèi)需要測量的最大流量Qmax；2、不設(shè)置量水堰槽情況下，相對(duì)于最大待測流量時(shí)渠道內(nèi)的水位Hmax。1）、新建渠道的最大流量Qmax是設(shè)計(jì)條件中的已知數(shù)，很容易知道。老渠道的最大Q/每秒

31、。有了流速，再測量出渠道內(nèi)過水部分槽斷面的面積，兩者相乘即求出了流量Qmax，如果估測時(shí)流量不是最大，還要根據(jù)最大流量時(shí)的水位與當(dāng)時(shí)水位的比值再進(jìn)行修正。當(dāng)時(shí)水位可以直接測量，最大流量時(shí)的水位可以 根據(jù)渠道側(cè)壁上的水印測量。修正時(shí)要注意，流量的增加與水位的增加不是成線性比例的，一般流量隨水位增加的幅度要大于水位增加的幅度。例如，橫截面為矩形的渠道內(nèi)，水位增為二倍，流量約增為三倍。這里估測量大的目的是為了計(jì)算安裝量水堰槽后水流的淹沒度，估測的結(jié)果是否正確是最大留并不重要。如果估測時(shí)接近待測的最大流量，可以不再去估算、修正。重要的是，要保證估測結(jié)果中，當(dāng)時(shí)的水位和當(dāng)時(shí)的流量兩者的對(duì)應(yīng)關(guān)系要盡可能準(zhǔn)

32、確。2）、老渠道的水位Hmax在估測Qmax時(shí)就同時(shí)測出了。新建渠道的水位Hmax則要從已知的流量Qmax中推算。推算使用下列關(guān)系式：Q=AV（米3/秒）式中：A：水流的有效斷面截面積（米2）V：水流等效平均流速（米/秒）V=1/nR2/3 i 1/2式中：i：水力坡降比，可用渠道坡降比代替；R：水力半徑，R=A/P；P：濕周，渠道槽斷面上水與渠道接觸部分的長度；上述關(guān)系式是從水位計(jì)算流量的，把它們反推成流量對(duì)水位的計(jì)算關(guān)系式，實(shí)際上是很困難的?？梢杂迷囂降姆椒ㄈデ?。即先隨便取一個(gè)水位值H，代入上述公式求出相應(yīng)的流量Q。如果比已知流量Qmax大，則將所取的水位值H取小些，反之，取大些。這樣經(jīng)過

33、不斷的試探，最終能找出一個(gè)水位，代入公式強(qiáng)以與Qmax對(duì)應(yīng)，即為所求的Hmax。上述計(jì)算不要求很精確，能滿足估算淹沒度就夠了。事實(shí)上也不可能很精確，這是因?yàn)榍辣砻娲植诙?，水力坡降比就無法很準(zhǔn)確。有人在使用超聲波明渠流量計(jì)時(shí)，不安裝量水堰槽，而直接用上述公式求出水位流量關(guān)系測量流量，測量精度不能很高，也是受上述因素制約。有了Qmax和相對(duì)應(yīng)的Hmax，就可以估算淹沒度了，淹沒度的估算依據(jù)了這樣一個(gè)事實(shí)：明渠安裝量水堰槽后下游的水位與沒有安裝量水堰槽前下游的水位不會(huì)有很大變化，就是Hmax；自由流條件下，堰槽上游水位觀測點(diǎn)的水位可以用相同的流量Qmax從所選堰槽的水位流量表中查出，不如是ha。堰

34、槽下游水位要用Hmax減去堰槽下坎到渠底的距離，比如是hb除以ha即求出淹沒度m。淹沒度m=hb/ha上圖m>臨界淹沒度，為淹沒流；下圖槽底抬高后，使淹沒度m<臨界淹沒度，為自由流。注意：堰槽不影響下游水位H。上圖堰坎低于下游水面，為淹沒流；下圖將堰板抬高后，使堰坎高于下游水面，為自由流。注意：堰坎不影響下游水位H。圖十四、求出淹沒度這里求出的淹沒度m只估算的值，用來確定量水堰槽位置時(shí)要向確保自由流向留出余量。如果選用的是量水堰板，只要堰板的水位零點(diǎn)，即堰板上過部位最低點(diǎn)，高于Hmax+0.1m是為留有余量。如果選用的是量水槽，則要根據(jù)淹沒度m作進(jìn)一步判斷。應(yīng)該有以下三種情況：1）

35、m大于臨界淹沒度這種情況說明槽安裝后不能保證自由流，不能準(zhǔn)確測流量，所以要改變量水槽安裝方法?？梢杂袃蓚€(gè)途徑，一是將量水槽。上述方法都可以提高上游水位ha，進(jìn)而減小淹沒度。 2）m等于臨界淹沒度從理論上講，這種情況是最合適的。但實(shí)際上，由于m估算的結(jié)果會(huì)有誤差。為保證自由流條件并留有余量，應(yīng)如上面一條所述，對(duì)槽作些調(diào)整。一般講，如果臨界淹沒度是0.6，m值選在0.3，或槽下坎比臨界時(shí)再高出100200毫米比較好。3）m小于臨界淹沒度如果正好小出應(yīng)留的余量，南無量水草的零水位點(diǎn)就算選對(duì)了。如果小得太多，則意味著上游壅水太多，將造成上游渠道過水能力減小，應(yīng)采取與上述一條相反的方法，即降低量水槽下坎

36、或選喉道寬些的量水槽。當(dāng)然，如果上游渠道允許水位抬高，那么就沒必要進(jìn)行重新調(diào)整了。4、 在渠道上固定量水堰槽1）、堰槽的中心線要與渠道的中軸線對(duì)正。2）、堰槽要擺正，不能傾斜，用水泥固定牢靠，不能因水流沖擊而改變形狀和位置。3）、堰槽安裝后，要使水流全部流經(jīng)堰槽，旁側(cè)不能漏水。量水堰槽最好在停水情況下安裝。如果必須帶水安裝，建議注意以下幾點(diǎn)：1）、預(yù)先加工的堰板或玻璃鋼量水槽的外尺寸要盡可能與渠道尺寸吻合，以便帶水安裝時(shí)，能穩(wěn)定牢固。2）、下量水堰槽前，在渠道側(cè)壁預(yù)先釘上些角鋼之類的框架。這樣帶水下入堰槽，框架可作暫時(shí)支撐，防止堰槽被水沖走，也有利于將堰槽安放平穩(wěn)。3）、準(zhǔn)備一些100200m

37、m見方左右的布袋，裝入的混凝土，在量水堰板的渠道內(nèi)安放平穩(wěn)后，用這些布袋充填量水堰槽周圍，可以固定量水堰槽，防止漏水。5、靜水井超聲波明渠流量計(jì)的探頭可以直接安裝在渠道上方，所以靜水井并不是必須的。但有時(shí)為提高測流精度，在構(gòu)造量水堰槽時(shí)，同時(shí)構(gòu)造靜水井，還是有意義的。 尤其是無喉道槽，槽內(nèi)水面波動(dòng)很大，直接從渠道上測量流液位很難穩(wěn)定。巴歇爾槽水位也有波動(dòng)，有靜水井會(huì)比沒有好。PB槽水位雖然沒有波動(dòng)，但由于PB槽圓管形結(jié)構(gòu)，靜水井不好安。三角堰、矩形堰上游水面比較平靜，一般不必安靜水井。靜水井的構(gòu)造如圖十五。圖十五 靜水井靜水井底一般要比量水槽底低0.2米左右，可以防止淤積。靜水井高度可以與量水

38、槽一致或略高。井內(nèi)尺寸以0.51米見方為好。太小，不利于清淤；太大，井內(nèi)水位滯后量水槽內(nèi)水位太多，影響測流精度。連通管一般選選直徑20100毫米塑料管。連通管在渠道一端要與水位測量點(diǎn)對(duì)正，連通管距槽底距離。要小，以免低水位測不到。九、安裝流量計(jì)的探頭和儀表有靜水井的，探頭安裝在靜水井上方；沒有靜水井的，探頭安裝在堰槽水位觀測點(diǎn)上方。安裝探頭時(shí)，要注意留出超聲波的盲區(qū)即當(dāng)水位最高時(shí)，探頭距水面的距離不小于盲區(qū)距離，對(duì)于HBML-型都是0.4米。探頭發(fā)聲的一面要對(duì)準(zhǔn)水面?？梢杂盟匠叻旁谔筋^上蓋上，通過校上蓋水平是探頭對(duì)準(zhǔn)水面。安裝探頭要加工支架支架上留孔要與探頭安裝孔對(duì)應(yīng)。見圖十六。安裝探頭還要注意，在探頭聲波向水面?zhèn)鞑サ穆窂缴?，不要有多余反射面。見圖十七。流量計(jì)的儀表應(yīng)安裝在室內(nèi)，室內(nèi)要通風(fēng)良好，無腐蝕氣體。儀表一般為掛壁安裝。掛在墻上時(shí)，要先用300×400mm絕緣板做個(gè)儀表盤，安上鍘刀開關(guān)，三孔電源插座，地線接線柱。鍘刀開關(guān)內(nèi)裝0.5-3A熔斷絲。儀表后面有四個(gè)掛孔，尺寸參見儀表說明書。儀表盤上先用四個(gè)螺釘擰在相應(yīng)位置，待表盤固定在墻壁上后，再利用這四個(gè)釘將表掛上。儀表盤如圖十八所示。如室內(nèi)條件不好或必須安裝在室外，應(yīng)有防護(hù)儀表箱。圖十六 探頭支架圖十七 不要有多余反射面圖十八 儀表掛壁安裝十、安裝示例圖十九圖二十一