渠道管道率定方案

第第1頁率定方案目錄TOC\o"1-2"\h\z\u一、 渠道率定方案 2概述 2方案主要依據(jù) 2測量工具 3渠道特點(diǎn)及渠道流速分布 3測線布設(shè) 4斷面測量 6垂線上測點(diǎn)選擇 6岸邊流速系數(shù) 8矩形斷面流量計算 9梯形斷面流量計算 11測速歷時 12水面一點(diǎn)法斷面平均水面流速系數(shù)率定 13水位流量關(guān)系法曲線擬合 13流速儀的使用與保養(yǎng) 14本次項目率定情況分析 17二、 管道比測方案 18校準(zhǔn)條件和要求 18外觀檢查 18流量計校準(zhǔn)方法 18一、渠道率定方案概述我們在安裝好測量儀器后需要進(jìn)行流速儀多點(diǎn)法率定試驗。流速儀測量河渠流量是利用面積～線平均流速和部分平均流速。10方案主要依據(jù)灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范《》（GB50179-2015）《國家水資源監(jiān)控能力建設(shè)項目灌區(qū)渠首取水在線監(jiān)測技術(shù)指南（試行版）率定的水位流量關(guān)系曲線應(yīng)滿足流量推求。測量工具測量流速主要用到的工具有：旋槳式流速儀、卷尺、鋼尺、測流記載及計算表、記號筆、扎帶、水泥釘、筆記本電腦等。渠道特點(diǎn)及渠道流速分布素如下：明渠渠道由于是人為修建，其渠道大多是矩形，較容易進(jìn)行渠道內(nèi)流速。流速脈動：水流中某一點(diǎn)的瞬時流速隨時間不斷變化著，但它的時段平均值是穩(wěn)定的，這也是流速脈動的重要特性。流速脈動現(xiàn)象是由水流的紊動而引起的，紊動愈強(qiáng)烈，脈動也愈明顯。通過水力學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)，流速水頭有上下振動的現(xiàn)象，同時還發(fā)現(xiàn)河床粗糙則脈動增強(qiáng)，否則減小。渠道垂線的流速分布：半經(jīng)驗性的流速分布模型，如拋物線模型、指數(shù)模型、雙曲線模型、橢圓模型及對數(shù)模型等。這些模型在使用時都有一定的局限性，其結(jié)果多為近似值。對于矩形或梯形等規(guī)則的渠道中，垂線的流速分布曲線與卡拉烏舍夫研究的橢圓流速分布曲線非常接近，其公式為：式中，V為渠道內(nèi)某點(diǎn)流速，h為由自水面向下起算的相對水深，V0為水面流速（h0時P)。渠道斷面的流速分布：的分布形式有利于在斷面上進(jìn)行垂線的選擇。測線布設(shè)流速測量精度。因此在擬訂測線布設(shè)方案時要進(jìn)行周密的調(diào)查研究。國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在比較規(guī)則整齊的渠床斷面上，任意兩條測深垂線的間距，1/5，在形狀不規(guī)則的斷面上其間距不得大于渠寬的1/20BDBDN0=2式中：N

——測速垂線數(shù)目；0B——水面寬；D——斷面平均水深。常測法的垂線數(shù)目與寬深比的關(guān)系式為：BDN0BD平整斷面上不同水面寬的測線布設(shè)水面寬（m）測線間距（m）測線數(shù)目20～502.0～5.010～205～201.0～2.55～81.5～50.25～0.63～7斷面測量斷面測量包括測線間距（部分寬）測量和水深測量。在測橋上測流時測線間距一般在布置測線時設(shè)置固定標(biāo)志，其間距均事先測出，測流時只需測量水邊寬度。纜道測流時，測線間距是由循環(huán)索控制，水文絞車計數(shù)器顯示的，因此計數(shù)器的讀數(shù)與循環(huán)索的行進(jìn)距離之間的比例應(yīng)率定準(zhǔn)確。水深測量多用懸索或測稈直接觀讀，用懸索測深時，由于水流的沖擊作用，時則需修正濕繩長度后才得水深值。即：Hj=h±Δhjj式中： H——第h條垂線處的實際水深；jh——水尺讀數(shù)；jΔh——第j條垂線處渠底與水尺零點(diǎn)的高差。j垂線上測點(diǎn)選擇本項目選用的是積點(diǎn)法流速在垂線上的分布規(guī)律，對于明渠流，一般采用普朗德—卡門對數(shù)模式：Vη=Vm（1.116+0.267lgη）式中：η——相對水深，η=y/D，y為自渠底算起的測點(diǎn)深，D為垂線水深；Vη——垂線上相對水深η處的流速；Vm——垂線平均流速。η如下表：相對深度（η）（V）當(dāng)Vm=1相對深度（η）（V）1.000.900.800.700.600.500.400.300.200.100.011.121.101.091.071.061.041.010.980.930.850.58出垂線平均流速。積點(diǎn)法的測速方法一般有以下幾種：面向下計算垂線水深的十分之六處（D。將流速儀懸吊在該點(diǎn)，實測的流速就是這條垂線的垂線平均流速：Vm=V0.60.20.8平均值即為垂線平均流速：V=V0.2V0.8m 2三點(diǎn)法：測速點(diǎn)設(shè)在水面下0.20.60.8相對水深處，三個測點(diǎn)流速的平均值或加權(quán)平均值即為垂線平均流速：V=V0.2V0.6V0.8m 3或：V=V0.6Vm 4（5cm部件為準(zhǔn)268相對水深處及渠底（離開渠底2～m。各測點(diǎn)流速的加權(quán)平均值即為垂線平均流速：V=V0.00.20.60.8V1.0m 10100水深（m）水深（m）測速方法水深（m）測速方法＞3.01.0～3.00.8～1.0＜0.8五點(diǎn)法三點(diǎn)法二點(diǎn)法一點(diǎn)法＞1.50.5～1.50.3～0.5＜0.3五點(diǎn)法三點(diǎn)法二點(diǎn)法一點(diǎn)法量測斷面垂線及測點(diǎn)布置圖 垂線流速分布圖岸邊流速系數(shù)岸邊流速系數(shù)是流速儀施測中由岸邊測線的垂線平均流速推算岸邊部分平,規(guī)則土渠的斜坡岸邊： α=0.67～0.75梯形斷面混凝土襯砌渠段：α=0.8～0.95不平整的陡岸邊： α=0.8光滑的陡岸邊： α=0.9死水邊： α=0.6兩岸邊視實際情況，岸邊流速系數(shù)可采用不同數(shù)值。,誤差,消除的方法就是采用實測的岸邊流速系數(shù)值。岸邊流速系數(shù)的實測,,密測線的方法,,,算出實測的岸邊流速系數(shù)。具體方法如下:3 D1h1、h2h、……、h1/10～1/53 在近岸基本測線及各加密測線上,按精測法的要求測速。qi水邊余角的部分流量計算,流速系數(shù),由于余角很小,此時岸邊流速系數(shù)的影響甚微,可忽略不計。計算邊角部分總流量Q 和總面積ω及邊角部分平均流速V :邊 邊 邊iQ =∑q (i=1,2,……,n)i邊iω=∑ω (i=1,2,……,n)i邊V =Q /ω邊 邊 邊求出岸邊流速系數(shù)實測值：1α=V /V1邊式中：V1---近岸基本測線D1的垂線平均流速。依上述方法,,8,剔除異常數(shù)據(jù)后,為岸邊流速系數(shù)最佳值。在測流中采用,可消除由于岸邊流速系數(shù)取值不當(dāng)所引起的系統(tǒng)誤差。矩形斷面流量計算斷面流量計算一般采用平均分割法。計算步驟如下：點(diǎn)流速；測線的垂線平均流速：（；均值：V2=（Vm1+Vm2）V3=（Vm2+Vm3）水邊部分平均流速1，等于近岸測線的垂線平均流速11）乘以岸邊流速系數(shù)α：V1=αVm1Vn=αVm（n-1）岸邊流速系數(shù)α，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α值，對提高流量施測精度有顯著影響。α值可以通過查詢參考值確定。4.計算部分面積：部分面積由相鄰的兩條測線處的水深的平均值乘以測線間距而得，下圖中：f2=1/2（D1+D2）b2f3=1/2（D2+D3）b3分流量。設(shè)各個部分流量為：q1、q2q3……qn，則：q1=V1×f1q2=q3=V3×f3… ……qn=Vn×fn計算斷面流量：各個部分流量之和即為斷面流量（：

Q=qii1積，得出部分流量，部分流量之和為全斷面總面積。計算方法、步驟如下：部分平均流速計算兩測速垂線中間的部分平均流速可按下式計算：V1、2

=V1+V22V2、3

=V2+V32水邊部分平均流速（V1、2或Vn、n+1）可按下式計算：V 0、1=V n、n+1=式中：n1，2，3·n1；V n、n+1nn+1m/s；V nnm/s；岸邊流速系數(shù)α，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α值，對提高流量施測精度有顯著影響。α值可以通過查詢參考值確定。部分面積計算部分面積可按下式計算：f n?1、n=1/2(Dn?1Dn)bn?1、n式中：f -------n-1n兩條垂線間的部分面積，單位為m2；n?1、nD n?1、Dn-------n-1n兩條垂線的實際水深，單位為m；b -------n-1n兩條垂線之間的部分?jǐn)嗝鎸挘瑔挝粸閙；n?1、n2、兩水邊部分面積可按下式計算：f 0、1=0.5D1b0、1f n、n+1=0.5Dnbn、n+1部分流量計算部分流量可按下式計算：qn?1、n

=Vn?1、n

?fn?1、n式中：q -------n-1n兩條垂線間的部分流量，單位為m3/s；n?1、nV -------n-1nm/s；n?1、nf -------n-1n兩條垂線間的斷面面積，單位為m2；n?1、n斷面流量計算斷面流量可按下式2-14計算：Q =q +q +q +???+q0、1 1、2 2、3 n、n+1式中；Q------斷面流量，單位為m3/s。測速歷時近真值。但歷時太長，當(dāng)斷面流量不穩(wěn)時，所測流量失去代表性，因此正確選擇測速歷時也是非常重要的。在我們對明渠進(jìn)行測流試驗中，其由于明渠流量在一定時間段內(nèi)可以控制的比較穩(wěn)定，我們采用的測速歷時一般選擇為100s,第第1頁果該段時間流量穩(wěn)定且測點(diǎn)數(shù)目不多時，可根據(jù)現(xiàn)場情況選擇更大的測速歷時。水面一點(diǎn)法斷面平均水面流速系數(shù)率定（量（用流速儀水面一點(diǎn)法測得的流量):K1=Q/Q0式中K1—斷面平均水面流速系數(shù)Q——流速儀精測法測得的流量(簡稱斷面流量）Q0——流速儀水面一點(diǎn)法測得的流量（簡稱斷面虛流量當(dāng)河道斷面受沖淤等影響變化不大時，斷面水位Q~Q0K110QQ0進(jìn)行記錄。以Q為縱坐標(biāo)Q0為橫坐標(biāo)，點(diǎn)繪各分析測次的K1點(diǎn)，K1點(diǎn)的分布為帶狀，tga1別下的平均水面流速系數(shù)。3tga的斜率求平均獲得我們所需要的最終平均水面流速系數(shù)。水位流量關(guān)系法曲線擬合第第1頁具體如下表所示：站點(diǎn)實測過程實測水位-流量數(shù)據(jù)表序號施測時間（t）水位(m)流量（m3/s）113:50-14:200.852.10214:40-15:200.801.80315:26-16:040.771.51416:32-17:040.731.27517:15-17:280.691.12617:35-17:440.640.828根據(jù)上表格數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合，結(jié)果如下：水位流量關(guān)系曲線1.4水位流量關(guān)…1.210.80.60.40.202.000 0.0002.000 4.0006.0008.000可以推導(dǎo)出三階多項式方程，舉例如下：y=40.451x3-47.337x2+18.949x-2.3215y為流量，xx量。流速儀的使用與保養(yǎng)測流人員必須對此給予足夠的重視。（一）測流儀的安裝打開儀器箱蓋，撥開轉(zhuǎn)動部分的壓栓，輕輕取出身架部件；擰松身架側(cè)面的固軸螺絲，取出旋槳部件；1/3；0.3～0.4mm的間（二）流速儀養(yǎng)護(hù)的一般規(guī)則小心地使用和仔細(xì)地養(yǎng)護(hù)，可保證流速儀正常地、可靠地工作，并且獲得可靠的流量資料。為此，應(yīng)注意下列規(guī)定：風(fēng)的房間柜中；拆卸、清洗及安裝儀器以前，必須通曉儀器的結(jié)構(gòu)和拆洗方法；儀器各部分均不能任意碰撞，旋杯、旋槳、旋軸、軛架等尤須注意；頂針、頂窩、球軸承等易銹零件，必須經(jīng)常加儀器油；Y—8（8號儀表油，不得任意改用其它粘度的油類；儀器安裝好后，要輕提輕放，防止快速空轉(zhuǎn)，以保證其性能穩(wěn)定；儀器工作完畢出水后，應(yīng)立即就地用干毛巾擦干水分。如儀器上有污物或箱內(nèi)指定的位置。旋杯式流速儀要把頂針卸下，轉(zhuǎn)上旋盤固定器；安放情況，決不可硬壓；儀器長期儲藏不用時，易銹部件（如軸承、頂針等）必須涂以黃油保護(hù)。（三）儀器的檢查與檢定新領(lǐng)到或檢定回來的儀器，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全面檢查，特別要注意有無檢定公式，檢定書號碼與儀器號碼是否一致，部件是否齊全，旋轉(zhuǎn)是否靈敏，訊號是否正常等等。（旋杯，必要時做簡單修理。如故障較重時，需送交檢修站維修。流速儀使用時間過長或有損壞，為保證流速公式的可靠性，必須進(jìn)行檢定。一般情況下，流速儀發(fā)生下列問題之一時應(yīng)停止使用，進(jìn)行檢定：旋轉(zhuǎn)不靈；旋轉(zhuǎn)部件變形；軸承銹蝕嚴(yán)重或頂針、頂窩有顯著磨損；儀器使用中實測流速超過允許的最大流速范圍；經(jīng)與性能好的儀器比測，確認(rèn)誤差過大的；2—3年的（300小時。本次項目率定情況分析按照以往經(jīng)驗，建設(shè)時需要根據(jù)具體情況，處理數(shù)據(jù)，最大程度的實測，實在無法滿足測試條件的，承諾待條件滿足時，進(jìn)行補(bǔ)測，具體情況說明如下：1、渠道有水并且可以調(diào)整水位測站對于此種情況，可以直接測量流速，計算流量，測量時盡量測量準(zhǔn)確，測量水位兼顧渠道高、中、低不同情況下的流量，并且還要測量渠道比降，方便在繪制曲線時，可以盡量擴(kuò)展曲線范圍到渠道最大水位值。2、渠道有水但是無法調(diào)整水位測站只作為參考值，計算流量方法主要采用曼寧公式推導(dǎo)。3、渠道沒有水，無法放水測站1、2、3Q--流量； A----渠道過水面面積；V---渠道流速；n--糙率； R----水力半徑； S---渠道坡降；其中n按照三面光滑水泥渠道的水利經(jīng)驗值取0.012；R=渠道過水面積/濕周長（流體與明渠斷面接觸的周長4、現(xiàn)場率定方法二、管道比測方案過對比標(biāo)準(zhǔn)表與被測流量計從而確定被測流量計的準(zhǔn)確度。校準(zhǔn)條件和要求1、液體流量計的選擇、安裝與使用應(yīng)滿足產(chǎn)品的要求。2、在線校準(zhǔn)使用的標(biāo)準(zhǔn)計量器具（便攜式超聲波流量計）應(yīng)具有有效的校準(zhǔn)或鑒定證書，并且標(biāo)準(zhǔn)計量器具的準(zhǔn)確度等級應(yīng)高于被檢測的流量計。3、管道的參數(shù)要齊全，以便能正確無誤地設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)計量器具的組態(tài)參數(shù)。4、根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定校準(zhǔn)流量點(diǎn)，流量點(diǎn)一般選擇2