電波水流量測(cè)驗(yàn)規(guī)程

DB11/TXXX-XXXX電波水流量測(cè)驗(yàn)規(guī)程本文件規(guī)定了電波流量測(cè)驗(yàn)的總體要求、流速測(cè)驗(yàn)、流量計(jì)算、誤差來(lái)源與精度控制。本文件適用于無(wú)壓流態(tài)下水流量測(cè)驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改版）適用于本文件。GB/T50138水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB50179河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范SL195水文巡測(cè)規(guī)范SL247水文資料整編規(guī)范SL338水文測(cè)船測(cè)驗(yàn)規(guī)范SL443水文纜道測(cè)驗(yàn)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)定義適用于本文件。3.1電波流速儀electricwavecurrent-meter向水面發(fā)射與接收無(wú)線電波，利用其頻率變化與水流速度成正比的關(guān)系而制成的流速儀。3.2垂向角verticalangle儀器至觀測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的方向線與水平面之間所構(gòu)成的銳角。3.3水平角horizontalangle儀器至觀測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的連線在水平面上的投影與垂直于測(cè)驗(yàn)斷面的直線之間所構(gòu)成的銳角。3.4虛流速virtualvelocity虛流量與斷面面積的比值。3.5DB11/TXXX-XXXX電波流速系數(shù)velocitycoefficientofelectricwavecurrent-meter實(shí)際測(cè)驗(yàn)斷面平均流速與用電波流速儀測(cè)得的測(cè)驗(yàn)斷面平均虛流速的比值。4總體要求4.1測(cè)驗(yàn)斷面4.1.1測(cè)驗(yàn)斷面宜與基本水尺斷面重合；如不重合應(yīng)進(jìn)行測(cè)驗(yàn)斷面測(cè)量。4.1.2測(cè)驗(yàn)斷面測(cè)量宜在流速測(cè)驗(yàn)前完成，并符合GB50179相關(guān)要求。4.1.3無(wú)法靠近的測(cè)驗(yàn)斷面可采用測(cè)距儀結(jié)合估測(cè)的方法計(jì)算測(cè)驗(yàn)斷面面積。4.2水位觀測(cè)4.2.1水位平穩(wěn)或變化緩慢，可在流速測(cè)驗(yàn)起止時(shí)間各觀測(cè)一次，取平均值作為水位值。4.2.2水位變化急劇，應(yīng)增加測(cè)次，以測(cè)得完整的水位變化過(guò)程。4.2.3水位觀測(cè)需符合GB/T50138相關(guān)要求。4.3測(cè)速點(diǎn)布設(shè)4.3.1測(cè)速點(diǎn)應(yīng)能控制測(cè)驗(yàn)斷面地形和流速沿測(cè)驗(yàn)斷面分布的主要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。4.3.2流量測(cè)驗(yàn)斷面內(nèi)的獨(dú)股分流、串溝，應(yīng)布設(shè)測(cè)速點(diǎn)。4.3.3測(cè)速點(diǎn)位置宜固定，并進(jìn)行標(biāo)記或記錄。4.3.4采用單點(diǎn)測(cè)驗(yàn)宜選在中泓位置。4.4儀器使用4.4.1檢查儀器能否正常開(kāi)機(jī)使用并設(shè)置相應(yīng)參數(shù)。4.4.2纜道式電波流量測(cè)驗(yàn)安裝支架應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝卸方便；與岸上控制系統(tǒng)連接宜采用無(wú)線通訊連接。4.4.3在線式電波流量測(cè)驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)測(cè)驗(yàn)斷面情況和精度要求確定儀器組數(shù)，應(yīng)與遙測(cè)水位計(jì)聯(lián)合使4.4.4在線式電波流量測(cè)驗(yàn)，應(yīng)收集不同水位級(jí)的率定資料，建立電波流速儀測(cè)驗(yàn)流速和實(shí)際測(cè)驗(yàn)斷面平均流速關(guān)系線，定線精度應(yīng)符合SL247要求。4.4.5潔凈無(wú)波浪水體需人工增加漂浮物、示蹤粒子等。5流速測(cè)驗(yàn)5.1一般規(guī)定5.1.1有測(cè)驗(yàn)條件的斷面在測(cè)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)采用固定設(shè)備位置，固定設(shè)備水平角度，固定設(shè)備垂直角度。5.1.2無(wú)測(cè)驗(yàn)條件的斷面在測(cè)驗(yàn)過(guò)程中不應(yīng)變動(dòng)電波發(fā)射的位置和方向。DB11/TXXX-XXXX5.1.3單點(diǎn)單次流速測(cè)驗(yàn)時(shí)間不宜少于30秒。5.1.4岸測(cè)時(shí)水平角應(yīng)小于45°。5.1.5單條垂線測(cè)驗(yàn)次數(shù)≥3次并取平均值。5.1.6降雨中施測(cè)應(yīng)垂直于測(cè)驗(yàn)斷面指向上游方向。5.1.7采用橋測(cè)應(yīng)符合SL195的相關(guān)規(guī)定；采用船測(cè)應(yīng)符合SL338的相關(guān)規(guī)定；采用纜道測(cè)驗(yàn)應(yīng)符合SL443的相關(guān)規(guī)定。5.2電波流速系數(shù)5.2.1施測(cè)前，應(yīng)進(jìn)行比測(cè)試驗(yàn)，確定電波流速系數(shù)。5.2.2獲得本站電波流速系數(shù)前可借用本站浮標(biāo)系數(shù)或測(cè)驗(yàn)斷面形狀和水流條件相似測(cè)站的電波流速系數(shù),并在測(cè)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行比測(cè)和系數(shù)修正,比測(cè)試驗(yàn)應(yīng)使用轉(zhuǎn)子式流速儀或聲學(xué)多普勒流速儀（ADCP）等接觸式儀器設(shè)備。5.2.3電波流速系數(shù)計(jì)算方法a)代表垂線法代表垂線法試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：1)根據(jù)實(shí)測(cè)流量資料，分析建立垂線平均流速和斷面平均流速關(guān)系；2)選用其中一條或幾條垂線平均流速和斷面平均流速關(guān)系穩(wěn)定的垂線作為代表垂線；3)在代表垂線上采用轉(zhuǎn)子式流速儀實(shí)測(cè)各點(diǎn)流速或采用聲學(xué)多普勒流速儀(ADCP)實(shí)測(cè)垂線流速，同時(shí)采用電波流速儀實(shí)測(cè)水面流速；4)計(jì)算代表垂線平均流速；5)垂線平均流速除以電波流速儀實(shí)測(cè)水面流速，計(jì)算出代表垂線流速系數(shù)；6)定點(diǎn)式安裝電波流速儀，宜采用代表垂線法試驗(yàn)電波流速儀系數(shù)。b)直接比測(cè)法直接比測(cè)法試驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：1)根據(jù)測(cè)驗(yàn)斷面水面寬度及河底轉(zhuǎn)折變化情況，合理布設(shè)測(cè)速垂線；2)采用轉(zhuǎn)子式流速儀或采用聲學(xué)多普勒流速儀(ADCP)實(shí)測(cè)垂線流速，同時(shí)采用電波流速儀實(shí)測(cè)該垂線水面流速；3)計(jì)算代表垂線平均流速；4)垂線平均流速除以電波流速儀實(shí)測(cè)水面流速，計(jì)算出該垂線流速系數(shù)；5)根據(jù)每條垂線的流速系數(shù)，采用流量加權(quán)法計(jì)算全斷面綜合流速系數(shù)。5.2.4有資料測(cè)驗(yàn)斷面電波流速系數(shù)試驗(yàn)應(yīng)包含低、中、高水，試驗(yàn)次數(shù)應(yīng)不小于20次，且通過(guò)符號(hào)檢驗(yàn)、適線檢驗(yàn)、偏離值檢驗(yàn)。5.2.5無(wú)資料測(cè)驗(yàn)斷面電波流速系數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況在表1中選用，其中垂線流速梯度較小或水深較大的測(cè)驗(yàn)河段應(yīng)取較大值，垂線流速梯度較大或水深較小的應(yīng)取較小值。4DB11/TXXX-XXXX表1電波流速系數(shù)5.2.6垂線平均流速系數(shù)的確定獲得本站垂線平均流速系數(shù)前，可借用本站浮標(biāo)系數(shù)或測(cè)驗(yàn)斷面形狀和水流條件相似測(cè)站的垂線平均流速系數(shù)，并在測(cè)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行比測(cè)和系數(shù)修正。6流量計(jì)算6.1部分面積計(jì)算6.1.1以測(cè)速點(diǎn)水深垂線為分界將過(guò)水測(cè)驗(yàn)斷面劃分為若干部分面積，見(jiàn)圖1。圖1部分面積計(jì)算劃分6.1.2部分面積可按公式（1）計(jì)算。A2……………式中：i—序號(hào)，i=1，2……，n；Ai—第i部分的面積，單位為平方米（m25di—第i條垂線的實(shí)際水深，單位為米（mbi—第i部分的測(cè)驗(yàn)斷面寬，單位為米（m）。6.2部分平均虛流速計(jì)算6.2.1兩測(cè)速點(diǎn)水深垂線間部分面積的平均虛流速，按公式（2）計(jì)算： m(i-1)mi2DB11/TXXX-XXXX式中：Vi—第i部分面積的平均虛流速，單位為每秒米（m/si=2，3……，n-1；Vmi—第i條垂線表面實(shí)測(cè)流速，單位為每秒米（m/si=2，3……，n-1。6.2.2岸邊或死水邊的部分平均虛流速，按公式（3）、（4）計(jì)算： 1V=axVm11nV=axVm(n一1)n式中：a—岸邊流速系數(shù)。6.3虛流量計(jì)算6.3.1部分虛流量按公式（5）計(jì)算：式中：qi—第i部分面積虛流量，單位為每秒立方米（m3/sqi6.3.2測(cè)驗(yàn)斷面虛流量按公式（6）計(jì)算：6.3.2Qf=Σi……..…………..…………式中：Qf—測(cè)驗(yàn)斷面虛流量，單位為每秒立方米（m3/s）。6.4測(cè)驗(yàn)斷面流量6.4.1測(cè)驗(yàn)斷面流量按公式（7）計(jì)算：DB11/TXXX-XXXX式中：Q—測(cè)驗(yàn)斷面流量，單位為每秒立方米（m3/sK—電波流速系數(shù)。6.4.2中泓測(cè)速測(cè)驗(yàn)斷面流量按公式（8）計(jì)算：式中：A—過(guò)水測(cè)驗(yàn)斷面面積，單位為平方米（㎡Vmf—實(shí)測(cè)中泓虛流速，單位為每秒米（m/s）。7誤差來(lái)源與精度控制7.1誤差來(lái)源7.1.1測(cè)驗(yàn)斷面測(cè)量誤差，水位、起點(diǎn)距觀測(cè)誤差。7.1.2電波測(cè)驗(yàn)系數(shù)取值誤差。7.1.3