5水位流量測(cè)驗(yàn)課件

1、第三章 水文信息采集與處理第1頁，共24頁。第三節(jié) 水位觀測(cè)1、水位：水面相對(duì)于某一基準(zhǔn)面的高程。一、水位2、水深：水面相對(duì)于河底的高程。二、水位觀測(cè)1、儀器：水尺自計(jì)水位計(jì)基準(zhǔn)面hz黃海海平面第2頁，共24頁。1.1 自計(jì)水位計(jì)自動(dòng)記錄水位的連續(xù)變化過程。第3頁，共24頁。1.2 水尺 分為直立式、傾斜式、矮樁式與懸錘式4種，其中應(yīng)用最廣泛的是直立式水尺 水位計(jì)算： 水位 = 水尺零點(diǎn)高程 + 水尺讀數(shù) 式中，水尺零點(diǎn)高程是指水尺板上刻度起點(diǎn)的高程，可以預(yù)先測(cè)量出來。第4頁，共24頁。2 水位觀測(cè)的內(nèi)容水位的觀測(cè)包括基本水尺/比降水尺基本水尺的觀測(cè)：分段定時(shí)觀測(cè)。 當(dāng)水位變化緩慢時(shí)(日變幅在

2、0.12m以內(nèi))，每日8時(shí)和20時(shí)各觀測(cè)一次(稱2段制觀測(cè)，8時(shí)是基本時(shí))； 枯水期日變幅在0.06m以內(nèi)，用1段制觀測(cè)；日變幅在0.120.24m時(shí)，用4段制觀測(cè)；有峰谷出現(xiàn)時(shí)，還要加測(cè)。 比降水尺觀測(cè)：目的是計(jì)算水面比降，分析河床糙率等觀測(cè)時(shí)間和次數(shù)，視需要而定。第5頁，共24頁。3 水位觀測(cè)資料的整理計(jì)算日 / 月 / 年平均水位水位過程線日平均水位的計(jì)算： 算術(shù)平均法 該法適合于水位變化緩慢或變化大但等時(shí)距觀測(cè)的情況。式中，Zi 第 i 次水位觀測(cè)值； n 一日內(nèi)水位觀測(cè)的次數(shù)。第6頁，共24頁。3 水位觀測(cè)資料的整理計(jì)算日 / 月 / 年平均水位水位過程線日平均水位的計(jì)算： 面積包圍

3、法： 該法適合于水位變化大且不等時(shí)距觀測(cè)的情況。 Z0 Z1 Z2 Zi Zn-1 Znt1 t2 t3 ti tn-1 tnZ(m)t時(shí)間加權(quán)法求日平均水位示意圖第7頁，共24頁。第8頁，共24頁。第四節(jié) 流量測(cè)驗(yàn)實(shí)際工作中用實(shí)測(cè)斷面面積和實(shí)測(cè)流速來推算一、測(cè)流原理第9頁，共24頁。第四節(jié) 流量測(cè)驗(yàn)二、流量的測(cè)驗(yàn)的步驟 1、過水?dāng)嗝婷娣e的測(cè)量 2、流速的測(cè)量 3、斷面流量的計(jì)算第10頁，共24頁。1 過水?dāng)嗝婷娣e的測(cè)量在過水?dāng)嗝嫔?，流速隨水平及垂直方向的位置不同而變化。 （1）從水平方向看，中間流速大，兩岸流速??； （2）從水深方向看，河床流速最小。第11頁，共24頁。1 過水?dāng)嗝婷娣e的測(cè)量

4、確定各測(cè)深點(diǎn)水位布置測(cè)深垂線測(cè)量各測(cè)深點(diǎn)的水深 測(cè)定各測(cè)深點(diǎn)的橫向位置(起點(diǎn)距)繪出過水?dāng)嗝鎴D第12頁，共24頁。1 過水?dāng)嗝婷娣e的測(cè)量起點(diǎn)樁 b1 bi起點(diǎn)距WiH1 Hi Hi+1測(cè)深垂線斷面索測(cè)流斷面示意圖第13頁，共24頁。1.1 水深測(cè)量 用測(cè)深桿、測(cè)深錘、鉛魚直接測(cè)出每根測(cè)深垂線的水深。 當(dāng)水很深、流速很大時(shí)，可用回聲測(cè)深儀測(cè)量水深。第14頁，共24頁。1.2 起點(diǎn)距的測(cè)定斷面索法：交會(huì)法經(jīng)緯儀岸上交會(huì)法：水文站在布設(shè)測(cè)流斷面時(shí)，同時(shí)布設(shè)基線(AC)，并用精確方法量出基線的長度L，測(cè)角時(shí)，將經(jīng)緯儀安放在基線的終點(diǎn)，測(cè)出角度，則起點(diǎn)距為D=L*tg第15頁，共24頁。1.3 測(cè)流面積

5、上的部分面積中間部分面積按梯形面積公式計(jì)算： 岸邊的部分面積按三角形面積計(jì)算：第16頁，共24頁。2 流速測(cè)量流速儀旋杯式旋槳式第17頁，共24頁。2 流速測(cè)量速儀測(cè)速原理 K儀器率定常數(shù)，每臺(tái)儀器不一樣，要定期率定 C摩阻系數(shù)；N總轉(zhuǎn)數(shù)；T測(cè)速時(shí)間第18頁，共24頁。2.1 斷面上測(cè)速垂線和測(cè)速點(diǎn)的布設(shè) 當(dāng)水面寬度 5m, 測(cè)速垂線的數(shù)目5 測(cè)速垂線上測(cè)速點(diǎn)的布置，常有一點(diǎn)式，二點(diǎn)式 ， 三點(diǎn)式和五點(diǎn)式。 5m數(shù)目測(cè)點(diǎn)位置適合的水深(m)一點(diǎn)0.6h 或0.5h3.0第19頁，共24頁。2.2 求垂線平均流速按測(cè)點(diǎn)數(shù)區(qū)分的公式名稱計(jì) 算 公 式適合的水深(m)一點(diǎn)法Vm=V0.6 3.0V0

6、.2,V0.6, V0.8,V1.0分別表示相應(yīng)水深為0.2h, 0.6h, 0.8h和河底處測(cè)點(diǎn)的流速。第20頁，共24頁。2.3 部分面積上的平均流速中間部分面積上的平均流速計(jì)算：靠岸邊部分面積上的平均流速計(jì)算：式中， Vm1 靠岸邊第一條測(cè)線的平均流速 流速系數(shù)/岸邊系數(shù):斜坡岸， =0.7 陡坡岸， =0.8光滑坡岸， =0.9 死水邊， =0.6 H1 H2 H3 H4 H5W2 W3 W4 W5W1W6 b1 b2 b3 b4 b5 b6Vm1Vm5Vm4Vm3Vm2第21頁，共24頁。2.4 過水?dāng)嗝媪髁康挠?jì)算：式中， Wi 斷面上的部分面積(m2) 部分面積上的平均流速(m/s)過水?dāng)嗝嫫骄魉俚挠?jì)算：式中， W 過水?dāng)嗝婵偯娣e(m2)第22頁，共24頁。 某河某站橫斷面如圖所示，試根據(jù)圖中所給測(cè)流資料計(jì)算該站流量和斷面平均流速。圖中測(cè)線水深h 1 = 1.5m ，h 2 = 0.5m ，V0.2 ，V0.6 ，V0.8 分別表示測(cè)線在0.2h，0.8h，0.6h 處得測(cè)點(diǎn)流速，左 ，右 分別表示左右岸的岸邊系數(shù)。 解：（1）垂線平均流速的計(jì)算: Vm1=（V0.2+V0.8）/2=（1.2 + 0.8) / 2 = 1.0m/ sVm2=V0.6=1.0m/ s（2）部分面積的計(jì)算（3）部分面積平均流速的計(jì)算V1=1.0