第4章流量测验[1]31.pptVIP

4.1 概 述 流量:单位时间内流过江河某一横断面的水量，以m3／s计。 一、流量测验方法分类 （一）面积法 通过实测断面上的流速和过水断面面积来推求流量。 流速仪测流法： 比降面积法： 浮标测流法： (二)水力学法 通过测量水工建筑物的水力因素，代入相应的水力学公式算出流量。 (三)物理法 利用某种物理量在水中的变化来测定流速，并推算流量。 超声波法：通过测定超声波在水流中的传播时间来测定水流速度，并结合断面资料来推求流量的方法。 电磁法：利用电磁感应原理，根据水流切割磁场所产生的感应电势与水流速度成正比的关系来测定流速，并结合断面资料以推求流量的方法。 光学法:利用光学原理研制的流速仪。 (四)化学法 根据质量守恒定律，将一定浓度已知量的指示剂注入河水中，利用扩散稀释后的浓度与水流的流量成反比，测定水中指示剂的浓度即可推算. 二、河道中流速的分布 （一）流速脉动 概念: 分布情况: (二)河道中流速分布 1.垂线上的流速分布 一般水面的流速大于河底，且曲线呈一定形状。 封冻的河流或受潮汐影响的河流，其曲线呈特殊的形状。 2．断面的流速分布 河底与岸边附近流速最小； 冰面下流速、近两岸边的流速小于中泓，水最深处水面流速最大； 垂线上最大流速，畅流期出现在水面至0.2h范围内，封冻期则由于盖面冰的影响，对水流阻力增大，最大流速从水面移向半深处，等流速曲线形成闭合状。 4.2 断面测量 流速面积法测流原理 将河道断面划分为若干部分，测算出各部分断面的面积，用流速仪测流速并计算出各部分面积上的平均流速，两者的乘积，即为部分流量，各部分流量的和为全断面的流量，即： Q=∑qi qi=vi*fi 工作实质：断面测量 流速测量 具体内容： (1)根据河流情况在测流横断面布设测流垂线; (2)沿各条垂线测定其起点距和水深； (3)在各测速垂线上测量各点的流速。 4.2.1 断面测量的内容和要求 测量的内容：水深、起点距和水位 基本概念： 横断面:垂直于河道或水流方向的截面称之横断面。 河床线:断面与河床的交线. 水道断面:指某水位以下与河床线之间所包围的面积,随着水 位的变化而变动,一般与测流同时施测. 大断面:历史最高洪水位与河床线之间所包围的面积.包括水上和水下两部分. 大断面测量要求 1.测量范围 水上部分高程采用四等水准测量，水下部分测量各垂线水深并观读测深时的水位。 大断面测量测至历史最高洪水位以上0.5～1.0m。 漫滩较远的河流，可只测至洪水边界。 有堤防的河流，应测至堤防背河侧地面为止。 2.测量时间 大断面测量宜在枯水期单独进行。 水道断面测量一般与流量测验同时进进行。 3．测量次数 新设测站 基本水尺断面、测流断面、浮标断面、比降断面，均应进行大断面测量。 断面设立后 河床稳定的测站:每年汛期前复测1次； 河床不稳定的站:除每年汛前、汛后施测外，每次较大洪峰后加测(汛后及较大洪峰后，可只测量洪水淹没部分) 。 4．精度要求 大断面岸上部分采用四等水准测量。地形复杂的测站可低于四等水准测量。 4.2.2 水深测量 （一）测深垂线的布设 1.垂线的布设原则 测深垂线的位置和数目，应能控制河床变化的转折点，主槽部分较滩地为密。 2.测深垂线数目的规定 （二）水深测量的方法 1.测深杆、测深锤测深 2.铅鱼测深 3.超声波测深仪测深 4.2.3 起点距测定 测量方法: 直接量距法 建筑物标志法 地面标志法 断面索法 仪器测角交会法 无线电定位法等 两种情况: a.当基线不垂直于断面 ?b.基线垂直于断面时 影响因素: 2. 极坐标交会法 测量方法 从三维空间概念出发,利用极坐标与直角坐标互换原理,以测定任何一点的位置. 特点: 避免了瞄断面线而带来的起点距测量误差，克服平面交会法的缺陷，保证了测量精度。 无线电定位法(GPS定位系统) 2．GPS定位的精度问题 单点定位:1台接收机来接收GPS卫星信号进行定位的， 开机几秒钟后就可实现定位，精度为10米左右。 GPS差分测量:2台或多台测码型接收机同时工作。精度可达0.2—2m. 相对定位测量:用2台以上接收机同时观测相同的卫星， 通过对观测数据组差求解后，解算出两测点之间的基线向量。能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位成果，并达到厘米级精度。 4.2.4 断面资料的整理与计算 检查测深与起点距垂线数目及编号是否相符； 测量时的水位及附属项目是否填写齐全； 计算各垂线起点距； 根据水位变化及偏角大小，确定是否需要进行水位涨落改正及偏角改正； 计算