水文學(xué)實驗2013

1、流量的測定方法流量的測定方法v一、流速面積法一、流速面積法v用流速儀測定水流速度，并由流速與斷面面用流速儀測定水流速度，并由流速與斷面面積的乘積來推求流量的方法。積的乘積來推求流量的方法。v水深測量水深測量測深錘測深錘流速儀測流速流速儀測流速二、流速儀法測流二、流速儀法測流1.概述v流速儀法：用流速儀測定水流速度，由流速與斷面面積的乘積來推求流量的方法。v流速儀測流工作包括斷面測量和流速測量兩部分工作。（2）大斷面測量）大斷面測量水上及水下兩部分，水下部分同上述水道斷面水上及水下兩部分，水下部分同上述水道斷面的施測方法，水上部分采用水準(zhǔn)測量方法進行。的施測方法，水上部分采用水準(zhǔn)測量方法進行。C

2、TNKv 5m測速垂線上測速點的布置，常有一點式，二點測速垂線上測速點的布置，常有一點式，二點式式 ，三點式和五點式。，三點式和五點式。當(dāng)水面寬度當(dāng)水面寬度 5m, 測速垂線的數(shù)目測速垂線的數(shù)目5數(shù)目數(shù)目測點位置測點位置適合的水深適合的水深(m)一點一點0.6h 或或0.5h3.0按測點數(shù)區(qū)分的公按測點數(shù)區(qū)分的公式名稱式名稱計計 算算 公公 式式適合的水深適合的水深(m)一點法一點法Vm=V0.6 3.0 中間部分面積按梯形面積公式計算：中間部分面積按梯形面積公式計算：岸邊的部分面積按三角形面積計算：岸邊的部分面積按三角形面積計算：ii1- iibHHW)(21 11bHW211 中間部分面積

3、上的平均流速計算：中間部分面積上的平均流速計算： 靠岸邊部分面積上的平均流速計算：靠岸邊部分面積上的平均流速計算：式中，式中， Vm1 靠岸邊第一條測線的平均流速靠岸邊第一條測線的平均流速 流速系數(shù)流速系數(shù)/ /岸邊系數(shù)岸邊系數(shù): :斜坡岸，斜坡岸， =0.7 陡坡岸，陡坡岸， =0.8光滑坡岸，光滑坡岸， =0.9 死水邊，死水邊， =0.6) )( (i ,mi ,miVVV 12111mVV H1 H2 H3 H4 H5W2 W3 W4 W5W1W6 b1 b2 b3 b4 b5 b6Vm1Vm5Vm4Vm3Vm2)VV(Vmm43421 11mVV 已知各垂線平均流速，則可繪出流速分布

4、圖已知各垂線平均流速，則可繪出流速分布圖: :式中，式中， Wi 斷面上的部分面積斷面上的部分面積(m2)式中，式中， W 過水?dāng)嗝婵偯娣e過水?dāng)嗝婵偯娣e( (m2) )111111niiinnnniiVWVWVWVWVWQ 部分面積上的平均流速部分面積上的平均流速(m/s)iV) )( (s/mWQV h1h216 9 1,152 4 8 2 , 02201020V0.6=1m/sV0.8=0.8m/sV0.2=1.2m/s左左=0.9m/s右右=0.8m/s實驗具體操作過程實驗具體操作過程v1.首先確定斷面寬度，以此確定需要布設(shè)多首先確定斷面寬度，以此確定需要布設(shè)多少條測速垂線。少條測速垂線

5、。v2.從斷面一側(cè)確定起點，量出第一條測速垂從斷面一側(cè)確定起點，量出第一條測速垂線到起點的距離。做好垂線標(biāo)記。線到起點的距離。做好垂線標(biāo)記。v3.確定各條測速垂線的位置，測出各測速垂確定各條測速垂線的位置，測出各測速垂線處平均流速。各垂線點水深，點間距的測線處平均流速。各垂線點水深，點間距的測定。定。v4.畫出過水?dāng)嗝鎴D。做好記錄表。畫出過水?dāng)嗝鎴D。做好記錄表。v5.計算：兩側(cè)岸邊死水區(qū)流速。各部分?jǐn)嗝嬗嬎悖簝蓚?cè)岸邊死水區(qū)流速。各部分?jǐn)嗝婷娣e，各部分?jǐn)嗝嫫骄魉佟８鞑糠謹(jǐn)嗝媪髅娣e，各部分?jǐn)嗝嫫骄魉佟８鞑糠謹(jǐn)嗝媪髁?。量。v6.求出斷面總流量。求出斷面總流量。河流泥沙含量的測定河流泥沙含量的測定

6、v河流當(dāng)中的泥沙按照運動形式分為：懸移質(zhì)、河流當(dāng)中的泥沙按照運動形式分為：懸移質(zhì)、推移質(zhì)和河床質(zhì)泥沙。推移質(zhì)和河床質(zhì)泥沙。v一般情況，河流中泥沙以懸移質(zhì)為主。一般情況，河流中泥沙以懸移質(zhì)為主。v河流當(dāng)中的泥沙含量是指單位體積渾水內(nèi)所河流當(dāng)中的泥沙含量是指單位體積渾水內(nèi)所含干沙的質(zhì)量。含干沙的質(zhì)量。v P (含沙量含沙量)=WS / VvP:水樣含沙量水樣含沙量(kg /m3); WS水樣中干沙重量水樣中干沙重量(kg),V水樣體積水樣體積(m3) 在河流中測量泥沙含量在河流中測量泥沙含量v各種采樣器使用前應(yīng)進行檢查。在測驗過程中，發(fā)現(xiàn)各種采樣器使用前應(yīng)進行檢查。在測驗過程中，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時查明

7、原因并進行處理。取樣后，除更換盛問題應(yīng)及時查明原因并進行處理。取樣后，除更換盛樣容器或現(xiàn)場測量容積有困難外，應(yīng)在現(xiàn)場量記水樣樣容器或現(xiàn)場測量容積有困難外，應(yīng)在現(xiàn)場量記水樣容積，并應(yīng)將盛樣容器沖洗干凈。容積，并應(yīng)將盛樣容器沖洗干凈。 v1. 采用積時式采樣器和積深法取樣，應(yīng)符合下列規(guī)采用積時式采樣器和積深法取樣，應(yīng)符合下列規(guī)定：定： a、取樣儀器應(yīng)等速提放；、取樣儀器應(yīng)等速提放； vb.當(dāng)水深小于或等于當(dāng)水深小于或等于10 m時，提放速度應(yīng)小于垂線時，提放速度應(yīng)小于垂線平均流速的平均流速的1/5；當(dāng)水深大于；當(dāng)水深大于10 m時，提放速度應(yīng)小時，提放速度應(yīng)小于垂線平均流速的于垂線平均流速的1/3

8、； vc.采用積深法取樣時，一類站的水深不宜小于采用積深法取樣時，一類站的水深不宜小于2.0 m，二、三類站的水深應(yīng)大于二、三類站的水深應(yīng)大于1.0 m； vd.儀器處于開啟狀態(tài)時，不得在河底停留；儀器處于開啟狀態(tài)時，不得在河底停留； ve.儀器的懸吊方式，應(yīng)保證儀器進水管嘴正對流儀器的懸吊方式，應(yīng)保證儀器進水管嘴正對流向；向； vf、儀器取樣容積與儀器水樣倉或盛樣容器的容積之、儀器取樣容積與儀器水樣倉或盛樣容器的容積之比應(yīng)小于比應(yīng)小于0.9，發(fā)現(xiàn)儀器灌滿時，所取水應(yīng)作廢。，發(fā)現(xiàn)儀器灌滿時，所取水應(yīng)作廢。 v2. 采用橫式采樣器取樣，應(yīng)符合下列規(guī)定：采用橫式采樣器取樣，應(yīng)符合下列規(guī)定： va、

9、在水深較大時，應(yīng)采用鉛魚懸掛儀器；、在水深較大時，應(yīng)采用鉛魚懸掛儀器； vb、采用錘擊式開關(guān)取樣時，必須在儀器關(guān)閉、采用錘擊式開關(guān)取樣時，必須在儀器關(guān)閉后再提升儀器；后再提升儀器； vc、倒水樣前，應(yīng)稍停片刻，防止儀器外部帶、倒水樣前，應(yīng)稍停片刻，防止儀器外部帶水混入水樣水混入水樣實驗室實驗步驟實驗室實驗步驟v水樣處理：過濾法。水樣處理：過濾法。量體積量體積沉淀沉淀過濾過濾烘干烘干稱重稱重含沙量計算含沙量計算輸沙率測驗輸沙率測驗 1、垂線平均含沙量計算、垂線平均含沙量計算 根據(jù)測點的水樣，得出各測點的含沙量之后，根據(jù)測點的水樣，得出各測點的含沙量之后，可用可用流速加權(quán)流速加權(quán)計算垂線平均含沙量

10、。例如暢流計算垂線平均含沙量。例如暢流期的垂線平均含沙量的計算式為期的垂線平均含沙量的計算式為 ： 五點法五點法 三點法三點法 二點法 一點法 式中 Csm - 垂線平均含沙量，kg/m3； Csj - 測點含沙量，腳標(biāo)j為該點的相對水深，kg/m3； Vj - 測點流速，m/s，腳標(biāo)j的含意同上； Vm - 垂線平均流速，m/s； b - 一點法的系數(shù)，由多點法的資料分析確定，無資料時可用1.0。2、 斷面輸沙率計算 根據(jù)各條垂線的平均含沙量根據(jù)各條垂線的平均含沙量Csmj，配合測流，配合測流計算的部分流量，即可算得計算的部分流量，即可算得斷面輸沙率斷面輸沙率Qs(t/s)為：為： 式中式中

11、 qi - 第第i根垂線與第根垂線與第i-1根垂線間的根垂線間的部分流量，部分流量，m3/s； Csmi - 第第i根垂線的平均含沙量，根垂線的平均含沙量，kg/m3。3、 斷面平均含沙量計算 斷面平均含沙量：斷面平均含沙量： 推移質(zhì)泥沙測驗 推移質(zhì)輸沙率推移質(zhì)輸沙率是指單位時間內(nèi)通過測驗斷面是指單位時間內(nèi)通過測驗斷面的推移質(zhì)泥沙重量，單位為的推移質(zhì)泥沙重量，單位為kg/s。 推移質(zhì)取樣的方法推移質(zhì)取樣的方法，是將采樣器放到河底直，是將采樣器放到河底直接采集推移質(zhì)沙樣。由于推移質(zhì)粒徑不同，接采集推移質(zhì)沙樣。由于推移質(zhì)粒徑不同，推移質(zhì)采樣器分為推移質(zhì)采樣器分為沙質(zhì)沙質(zhì)和和卵石卵石兩類。兩類。 沙質(zhì)推移質(zhì)采樣器沙質(zhì)推移質(zhì)采樣器適用于平原河