水文測(cè)驗(yàn)復(fù)習(xí)資料

1、浮標(biāo)測(cè)流法及航空攝影測(cè)流法浮標(biāo)測(cè)流法及航空攝影測(cè)流法一、浮標(biāo)測(cè)流法一、浮標(biāo)測(cè)流法 浮標(biāo)法是通過(guò)測(cè)定水面或水中的人工或天然漂浮物浮標(biāo)法是通過(guò)測(cè)定水面或水中的人工或天然漂浮物隨水流運(yùn)動(dòng)的速度以推求流量的方法。隨水流運(yùn)動(dòng)的速度以推求流量的方法。它是一種簡(jiǎn)便有它是一種簡(jiǎn)便有效的測(cè)流方法，尤其適用于大洪水或水面漂浮物多，流效的測(cè)流方法，尤其適用于大洪水或水面漂浮物多，流速儀無(wú)法施測(cè)的情況。速儀無(wú)法施測(cè)的情況。 （一）浮標(biāo)法測(cè)流的基本原理（一）浮標(biāo)法測(cè)流的基本原理 概念上通過(guò)全斷面的流量為：概念上通過(guò)全斷面的流量為：采用垂線流速分布曲線為對(duì)數(shù)函數(shù)，采用垂線流速分布曲線為對(duì)數(shù)函數(shù)， 前面已證明前面已證明Kv

2、vvm*0BmBhB hdBvhdBdhvhhdBdhvQ0000 01則可得：則可得：虛流量虛流量 大于斷面流量大于斷面流量 ，即有：，即有： 稱為水面流速系數(shù)。稱為水面流速系數(shù)。（二）浮標(biāo)測(cè)流方法（二）浮標(biāo)測(cè)流方法 任何水中漂浮之物均可作浮標(biāo)。但任何水中漂浮之物均可作浮標(biāo)。但夜間測(cè)流時(shí)需夜間測(cè)流時(shí)需使用有亮光的人工浮標(biāo)。使用有亮光的人工浮標(biāo)。FKvQFKvFvdBhKvdBhvdBhKvvdBvhQfBBBBm *000*00*00fQQ（350）ffffQKQQQK1fK測(cè)流河段測(cè)流河段Ll （三）浮標(biāo)測(cè)流的流量計(jì)算三）浮標(biāo)測(cè)流的流量計(jì)算 1.均勻投放水面浮標(biāo)時(shí)的流量計(jì)算均勻投放水面浮標(biāo)

3、時(shí)的流量計(jì)算 在坐標(biāo)紙上繪斷面圖：用算術(shù)平均法計(jì)算相應(yīng)在坐標(biāo)紙上繪斷面圖：用算術(shù)平均法計(jì)算相應(yīng)水位，借用斷面。水位，借用斷面。 計(jì)算各浮標(biāo)的起點(diǎn)距和虛流速：起點(diǎn)距的計(jì)算計(jì)算各浮標(biāo)的起點(diǎn)距和虛流速：起點(diǎn)距的計(jì)算同前。同前。浮標(biāo)虛流速的計(jì)算公式為浮標(biāo)虛流速的計(jì)算公式為TLvf 繪制虛流速橫向分布曲線：在水面線以上，縱繪制虛流速橫向分布曲線：在水面線以上，縱坐標(biāo)表示虛流速，橫坐標(biāo)為起點(diǎn)距，將各浮標(biāo)虛流速坐標(biāo)表示虛流速，橫坐標(biāo)為起點(diǎn)距，將各浮標(biāo)虛流速值及對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)距點(diǎn)繪于圖中值及對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)距點(diǎn)繪于圖中(如圖如圖333中小旗的點(diǎn)中小旗的點(diǎn)位位)，通過(guò)各點(diǎn)連光滑曲線。，通過(guò)各點(diǎn)連光滑曲線。 計(jì)算部分虛流量

4、及斷面虛流量：在虛流速橫向計(jì)算部分虛流量及斷面虛流量：在虛流速橫向分布曲線圖上查得各條測(cè)深垂線的虛流速。計(jì)算兩測(cè)分布曲線圖上查得各條測(cè)深垂線的虛流速。計(jì)算兩測(cè)深垂線間的部分面積深垂線間的部分面積 和部分平均虛流速和部分平均虛流速 ，則部分，則部分虛流量為虛流量為 ；斷面虛流量為；斷面虛流量為 。 計(jì)算斷面流量：計(jì)算斷面流量： 2. 中泓浮標(biāo)法測(cè)流時(shí)流量的計(jì)算中泓浮標(biāo)法測(cè)流時(shí)流量的計(jì)算 中泓浮標(biāo)法實(shí)測(cè)流量按下式計(jì)算：中泓浮標(biāo)法實(shí)測(cè)流量按下式計(jì)算：ifiviiifvqiiqQffQKQFVKQmfmax （四）浮標(biāo)系數(shù)的分析（四）浮標(biāo)系數(shù)的分析 1.實(shí)驗(yàn)法實(shí)驗(yàn)法 實(shí)驗(yàn)法是用流速儀法和浮標(biāo)法同時(shí)施測(cè)

5、流量，按公實(shí)驗(yàn)法是用流速儀法和浮標(biāo)法同時(shí)施測(cè)流量，按公式（式（350）計(jì)算水面浮標(biāo)系數(shù)的方法。比測(cè)應(yīng)在不同）計(jì)算水面浮標(biāo)系數(shù)的方法。比測(cè)應(yīng)在不同水位不同風(fēng)向、風(fēng)速情況下進(jìn)行。累計(jì)多次資料后繪水位不同風(fēng)向、風(fēng)速情況下進(jìn)行。累計(jì)多次資料后繪制浮標(biāo)系數(shù)與斷面平均浮標(biāo)流速的關(guān)系曲線備用。制浮標(biāo)系數(shù)與斷面平均浮標(biāo)流速的關(guān)系曲線備用。 各種浮標(biāo)法各種浮標(biāo)法測(cè)流方案，都必測(cè)流方案，都必須通過(guò)試驗(yàn)分別須通過(guò)試驗(yàn)分別確定浮標(biāo)系數(shù)。確定浮標(biāo)系數(shù)。FQvff_fvfKfKfv風(fēng)速風(fēng)速 2.經(jīng)驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)法 一般采用如下公式計(jì)算：一般采用如下公式計(jì)算： 斷面浮標(biāo)系數(shù)；斷面浮標(biāo)系數(shù)； 斷面平均水面流速系數(shù)；斷面平均水面流速

6、系數(shù)； 浮標(biāo)阻力分布系數(shù)；浮標(biāo)阻力分布系數(shù)； 斷面平均空氣阻力參數(shù)。斷面平均空氣阻力參數(shù)。 斷面平均水面流速系數(shù)，由水位與斷面平均水面斷面平均水面流速系數(shù)，由水位與斷面平均水面流速系數(shù)關(guān)系曲線上查讀。浮標(biāo)阻力分布系數(shù)和斷面流速系數(shù)關(guān)系曲線上查讀。浮標(biāo)阻力分布系數(shù)和斷面平均空氣阻力參數(shù)由試驗(yàn)站資料分析得出。平均空氣阻力參數(shù)由試驗(yàn)站資料分析得出。)1 (_1_ufKAKKfKfK1KuKA二、航空攝影測(cè)流法二、航空攝影測(cè)流法 利用航空攝影測(cè)定水面流速，借以推算流量，利用航空攝影測(cè)定水面流速，借以推算流量，原理與浮標(biāo)法測(cè)流類似。測(cè)流時(shí)根據(jù)河寬選擇照片比原理與浮標(biāo)法測(cè)流類似。測(cè)流時(shí)根據(jù)河寬選擇照片比例

7、，向河中投放浮標(biāo)，在一定時(shí)段內(nèi)對(duì)浮標(biāo)攝影兩次例，向河中投放浮標(biāo)，在一定時(shí)段內(nèi)對(duì)浮標(biāo)攝影兩次，可計(jì)算浮標(biāo)流速。先期工作：枯水期測(cè)水下和岸上，可計(jì)算浮標(biāo)流速。先期工作：枯水期測(cè)水下和岸上地形，制作施測(cè)地區(qū)地形圖，測(cè)量時(shí)由地形圖得斷面地形，制作施測(cè)地區(qū)地形圖，測(cè)量時(shí)由地形圖得斷面其它流速面積法流量測(cè)驗(yàn)其它流速面積法流量測(cè)驗(yàn)一、纜道積寬法測(cè)流一、纜道積寬法測(cè)流 纜纜道積寬法是用纜道輸送流速儀沿?cái)嗝鏅M渡進(jìn)行道積寬法是用纜道輸送流速儀沿?cái)嗝鏅M渡進(jìn)行流速測(cè)量，并結(jié)合斷面資料推求流量的方法。它能縮流速測(cè)量，并結(jié)合斷面資料推求流量的方法。它能縮短測(cè)流歷時(shí)短、工效高。短測(cè)流歷時(shí)短、工效高。 （一）纜道積寬法測(cè)流的

8、基本原理（一）纜道積寬法測(cè)流的基本原理測(cè)得的流速是水流速度和流速儀航速的合成速度。當(dāng)測(cè)得的流速是水流速度和流速儀航速的合成速度。當(dāng)流速儀航速很小時(shí)，直接使用公式計(jì)算水平向平均流流速儀航速很小時(shí)，直接使用公式計(jì)算水平向平均流速。當(dāng)流速儀航速較大時(shí)，必須改正。速。當(dāng)流速儀航速較大時(shí)，必須改正。CTNKdbCTNKBdbvBvBB 0011積測(cè)流河段測(cè)流河段vvbv積v2222TLCTNKvvvbv積 纜道積寬法測(cè)流的流量計(jì)算：纜道積寬法測(cè)流的流量計(jì)算：纜道積寬法測(cè)流一纜道積寬法測(cè)流一般只測(cè)水面平均流速，其流量按下式計(jì)算：般只測(cè)水面平均流速，其流量按下式計(jì)算：系數(shù)系數(shù) 由比測(cè)法事先確定。由比測(cè)法事先

9、確定。 3纜道積寬法測(cè)流的幾個(gè)問(wèn)題纜道積寬法測(cè)流的幾個(gè)問(wèn)題 岸邊盲區(qū)的處理：岸邊盲區(qū)的處理：由于河道兩岸為斜坡，測(cè)量由于河道兩岸為斜坡，測(cè)量時(shí)流速儀和鉛魚(yú)要有一定的入水深度，因此河道兩岸岸時(shí)流速儀和鉛魚(yú)要有一定的入水深度，因此河道兩岸岸邊部分存在盲區(qū)，測(cè)流時(shí)必須處理。處理方法是分別測(cè)邊部分存在盲區(qū)，測(cè)流時(shí)必須處理。處理方法是分別測(cè)出積寬起、終點(diǎn)的流速及實(shí)測(cè)段出積寬起、終點(diǎn)的流速及實(shí)測(cè)段(積寬測(cè)速段積寬測(cè)速段)平均流速平均流速，按河寬加權(quán)求全斷面的積寬平均流速，公式如下：，按河寬加權(quán)求全斷面的積寬平均流速，公式如下：00vFKQKQ積積積K右積左右右積積左左積BBBBvBvBvv,0,0,00,

10、 流速儀橫向速度流速儀橫向速度(航速航速)的問(wèn)題：的問(wèn)題：流速儀橫向流速儀橫向速度速度(航速航速)與積寬測(cè)速成果的質(zhì)量有密切關(guān)系。在與積寬測(cè)速成果的質(zhì)量有密切關(guān)系。在一定水流條件下，航速越大，其在合速度中所占成一定水流條件下，航速越大，其在合速度中所占成分也越大，積寬流速所占成分就越小，容易造成測(cè)分也越大，積寬流速所占成分就越小，容易造成測(cè)驗(yàn)誤差。驗(yàn)誤差。二、比降面積法測(cè)流二、比降面積法測(cè)流 根據(jù)測(cè)驗(yàn)河段實(shí)測(cè)或調(diào)查的水位根據(jù)測(cè)驗(yàn)河段實(shí)測(cè)或調(diào)查的水位(或比降或比降)和斷和斷面面積資料，用水力學(xué)公式計(jì)算河段瞬時(shí)流量的方面面積資料，用水力學(xué)公式計(jì)算河段瞬時(shí)流量的方法稱比降面積法。法稱比降面積法。它不

11、僅是當(dāng)流速儀法和水面浮標(biāo)它不僅是當(dāng)流速儀法和水面浮標(biāo)法測(cè)流有困難時(shí)，一種不可缺少的測(cè)流措施，而且法測(cè)流有困難時(shí)，一種不可缺少的測(cè)流措施，而且對(duì)常年要測(cè)流的一般河道站，經(jīng)試驗(yàn)證明，在符合對(duì)常年要測(cè)流的一般河道站，經(jīng)試驗(yàn)證明，在符合精度要求的情況下，也可與流速儀法和水面浮標(biāo)法相精度要求的情況下，也可與流速儀法和水面浮標(biāo)法相互間插使用；在流速儀法適當(dāng)校測(cè)的前提下，還可作互間插使用；在流速儀法適當(dāng)校測(cè)的前提下，還可作為測(cè)站經(jīng)常性的測(cè)流方法。為測(cè)站經(jīng)常性的測(cè)流方法。 水力比降，河段順直均勻時(shí)可由水面比降代水力比降，河段順直均勻時(shí)可由水面比降代替。替。 糙率，由試驗(yàn)資料分析。糙率，由試驗(yàn)資料分析。 河段平

12、均斷面面積，按下式計(jì)算河段平均斷面面積，按下式計(jì)算 21321eSRnAvAQeSnA)1(222121mAAAAAmm 用于計(jì)算河段平均斷面面積的斷面不少于用于計(jì)算河段平均斷面面積的斷面不少于3個(gè)。個(gè)。 河段平均水力半徑，按下式計(jì)算河段平均水力半徑，按下式計(jì)算河段平均濕周用下式計(jì)算河段平均濕周用下式計(jì)算RAR) 1( 222121mmm11或A22或A11mmA或mmA或Lb其它測(cè)流方法其它測(cè)流方法一、量水建筑物測(cè)流一、量水建筑物測(cè)流 （一）量水槽（巴歇爾水槽）（一）量水槽（巴歇爾水槽） 有多種尺寸，主要用于有多種尺寸，主要用于灌渠灌渠和其它和其它渠道渠道測(cè)流，測(cè)流，水文測(cè)驗(yàn)手冊(cè)水文測(cè)驗(yàn)手冊(cè)

13、上可查設(shè)計(jì)尺寸。上可查設(shè)計(jì)尺寸。 （二）量水堰（二）量水堰 水力學(xué)公式的應(yīng)用（略）。水力學(xué)公式的應(yīng)用（略）。二、水電站測(cè)流二、水電站測(cè)流 通過(guò)水電站的泄水建筑物（溢洪道、泄洪洞、排通過(guò)水電站的泄水建筑物（溢洪道、泄洪洞、排沙孔等）和發(fā)電機(jī)組測(cè)量流量。沙孔等）和發(fā)電機(jī)組測(cè)量流量。 水電站的水電站的泄水建筑物泄水建筑物均有泄流公式，見(jiàn)水力學(xué)教均有泄流公式，見(jiàn)水力學(xué)教材，公式中的材，公式中的流量系數(shù)流量系數(shù)一般一般應(yīng)試驗(yàn)率定應(yīng)試驗(yàn)率定，也可查有關(guān)，也可查有關(guān)水力計(jì)算手冊(cè)水力計(jì)算手冊(cè)。通過(guò)發(fā)電機(jī)組的流量通過(guò)發(fā)電機(jī)組的流量就是水輪機(jī)就是水輪機(jī)壓力水管進(jìn)口的流量壓力水管進(jìn)口的流量。1R2Ruv, 1uv,

14、21v止水?dāng)嗝嬷顾當(dāng)嗝鍽qFvQqQqQnooo360360360水輪機(jī)任意點(diǎn)流速的轉(zhuǎn)水輪機(jī)任意點(diǎn)流速的轉(zhuǎn)動(dòng)矩為常數(shù)：動(dòng)矩為常數(shù)：KRv分解轉(zhuǎn)動(dòng)矩為切向分量分解轉(zhuǎn)動(dòng)矩為切向分量和徑向分量：和徑向分量：uurrKRvKRv121和和2兩點(diǎn)的壓力水頭：兩點(diǎn)的壓力水頭：)22(222, 22, 12221gvgvchgvgvhuugvRRchvRRvKRvRvuuuuuu212, 1221, 121, 22, 21, 1解出：解出：進(jìn)水管過(guò)流斷面徑向流速分布近似直線，故中心點(diǎn)流進(jìn)水管過(guò)流斷面徑向流速分布近似直線，故中心點(diǎn)流速近似斷面平均流速速近似斷面平均流速，又因?yàn)椋?，又因?yàn)椋汗视校汗视校?最后：最

15、后：221,112RRcghvunnnuKRvRv, 11, 1hKRRcghRRvRRvnunn2211, 1112hKhKFFvQono0360360三、超聲波測(cè)流超聲波測(cè)流 （一）時(shí)差法：（一）時(shí)差法： )11(cos221TTLvcos vvpppvCvC逆流傳播速度順流傳播速度ppvCLTvCLT逆流傳播時(shí)間順流傳播時(shí)間21LvLvLvCLvCTTpppcos221121 1.分層測(cè)流法分層測(cè)流法 2 .單層測(cè)流法單層測(cè)流法 關(guān)鍵是找出代表層。關(guān)鍵是找出代表層。 （二）頻差法：（二）頻差法：fCLCffLTTLvcos2)(cos2)11(cos21010四、溶液法測(cè)流四、溶液法測(cè)流（等速注入法）（等速注入法）