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时差式华体汇娱乐(中国)责任有限公司流量计在山区性河道的应用

发布:2022/6/20 10:47:23人气:80
山区性河道断面形态基本都是不规则的,并且由于河流的冲刷,河道断面形态往往也不是固定的。近几年来,随着电子技术、数字技术及声楔材料等科学技术的快速发展,利用华体汇娱乐(中国)责任有限公司脉冲测量流体流量的技术已经广泛地应用与工业、农业、水利等多个部门,华体汇娱乐(中国)责任有限公司测流计正日趋成为测流工作的首选工具。常用华体汇娱乐(中国)责任有限公司测流原理有传播速度差法、多普勒法、速度偏移法、噪声法、相关法、空间过滤法等,其中传播速度差法测量精度高,受干扰小,是目前普遍采用的方法。传播速度法根据计算方法不同可分为时差法、频差法和相差法。华体汇娱乐(中国)责任有限公司流量计属于时差式华体汇娱乐(中国)责任有限公司流量计,本文运用时差式华体汇娱乐(中国)责任有限公司流量计测量浙江省平阳县鳌江埭头站断面流量,并与传统转子流速仪施测流量所建立的单一关系曲线为标准进行比测检定,分析验证时差法华体汇娱乐(中国)责任有限公司测流法在山区性河道的实用性。
 
1.测流原理
1.1安装条件
测流装置一般由1对或多对流速换能器以及1个水位换能器构成。采用多少对换能器,一般根据现场条件(水位变化等)来确定。
每对流速换能器安装时,与流道的轴线成一个角度,见图1。这个角度一般为35°~70°均可,45°为zui佳角度,但由于一般受现场条件的限制,60°~65°的安装角为zui常用的安装角度。
1.2流速测量原理
华体汇娱乐(中国)责任有限公司流量计属于时差式华体汇娱乐(中国)责任有限公司流量计,它是通过测量被测水流的流速和水位(确定河道有效面积)来计算流量的,水位由华体汇娱乐(中国)责任有限公司水位换能器测量。流速由华体汇娱乐(中国)责任有限公司流速换能器构成的测量声路来测量。声路多少由被测水流条件和要求的测量精度决定。
华体汇娱乐(中国)责任有限公司流量测量系统主要采用时差法测量流速,如图1所示,在上下游分别布置2只换能器P1和P2.其间距为L,流体流速为V,C为华体汇娱乐(中国)责任有限公司在静水中的声速。T2为华体汇娱乐(中国)责任有限公司沿水流方向传播所经历的时间(正向传播时间),T1为逆水流向传播所经历的时间(逆向传播时间)。
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正、逆向传播时间可以表示为:
式中:V为流体速度;L为声路长;Ɵ为声波路径与流向的夹角;C为静水中的声速。
由上述两式可以得到该声路上的线平均流速:
1.3河道流量测量原理
对于渠道或河道,水中不同高程处的流态分布是不均匀的,为了提高测量精度一般采用多声路布置方式,如图2所示。
在测量流速同时还需要测量水位量,然后用测得的流速对有效断面进行积分,即可得到通过测量断面的流量:
流量计算公式为:
式中:Q为渠道断面总流量;QT为渠道顶层流量;QM为渠道中间各层流量;QB为渠道底层流量。

如图2所示,QT、QM和QB又分别由下面各式计算求得:
式中:Vs为水面表层流速,利用插值法获取。以四声路为例,当H-h4<H4-h3时,
式中:V4为zui上层工作声路测得的流速;Vi为第i声路测得的流速;V1为zui下层工作声路测得的流速;H为当前水位,为华体汇娱乐(中国)责任有限公司水位计测量得到的水位值;KT为渠道表层流速系数;KB为渠底流速系数;h4为zui上层工作声路高程(四声路而言);hi为第i声路高程;h1为zui下层工作声路高程;h0为渠底高程;W4为zui上层工作声路处的渠宽(四声路而言);WT为渠道水流表层处的宽度:W1为zui下层工作声路处的渠宽;WB为渠底宽度;Wb为渠底宽度;KB、KT为经验系数,KB的取值为0~1间的数值;KT为0~1间的数值,根据长期的流量测量经验,一般KB=0.85,KT=0.1。
 
2.工程实例
2.1测站概况
平阳县埭头水文站是鳌江北港干流的主要控制站,集水面积346km²,干流长度28.4km,流域平均宽度12km,距河口27km。测验河段上下游均有急滩,控制良好。多年平均降水量2055.0mm,每年的4月中旬一10月中旬为汛期,期间降雨占全年75%以上;现有测验项目包括流量、泥沙、雨量、水位、水温、水质等;主要负责收集、分析、整编县境内的水文资料,代办站管理与遥测仪器维护,以及向各级政府、防汛部门提供及时准确的水情情报预报信息。
2.2测流断面基本情况
基本测流断面水面宽100~200m,断面平均水深1.50m以上,平均流速范围0.003~5.0m/s。附大断面图见图3。
2.3对比分析
参照有关水文测验方法,以转子流速仪施测流量所建立的单一关系曲线为标准进行比测检定。时差法测得的是一个或多个水层的全剖面平均流速,用整个水层的平均流速能很好的代表全断面平均流速,得到的模型也是有较好的代表性。从低水位到高水位时差式流量计测得的数据和单一流量关系曲线上的值进行对比见表1。
根据表1数据做了相关线性分析,见图4。
从图4数据可以得出时差式流量计施测的流量值精度是符合水文资料整编规范要求的。
2.4存在问题
时差法流量计不适宜用于断面变化很大和过于宽浅的河道,河流中过于频繁的通航船只会影响仪器的正常工作。
时差法流量计要在河的两岸安装声学换能器,要铺设很长的电缆,并要有防雷保护装置,在安装上有一定的难度。由于是山区性河流,在暴雨时洪水上涨速度较快,上游带来的水草以及漂浮物会缠绕传感器,而传感器安装在水下,难以排除,只能等待退水后排除。
 
3.结语
时差式华体汇娱乐(中国)责任有限公司流量计测流方法不受人为因素及河流特性改变的影响,测流精度高,能够有效提高工作效率,可满足报讯和整编资料的需要。通过在平阳县埭头水文站比测分析,结果数据表明,在山区性天然河流中应用具有较好的稳定性,流量资料精度符合《水文资料整编规范》要求。
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