矩形断面明渠流速分布的研究及应用

通过对矩形断面明渠流速分布的理论分析与试验研究，建立了明渠沿垂线流速的分布公式和沿横向流速的乘幂函数分布公式以及相关系数的确定方法。经不同水槽、渠道流速资料的验证，表明提出的明渠流速分布律与实际分布特点一致，测点流速相对误差比较小，可以很好满足明渠流量测量的精度要求。在此基础上提出了对明渠渠道进行流速、流量连续测量的计算方法，对简化明渠测流工作量、提高明渠测流精度具有实际应用价值。     

基于水位流速法的矩形渠道流量自动检测系统

为了提高检测精度,实现水位、流量测量的自动化,减少人力的投入,研制了流量自动检测系统。该系统以水位—流速法为基本测流原理,将水位、流速检测技术与机械传动机构结合起来。整个系统选用低功耗的16位单片机MSP430F149为控制单元,采集到的水位和流速信号经过其内部的算法可得出流量值;而且还能控制x-y直角坐标机械传动装置,可在整个矩形断面范围内自动改变流速测杆的位置,使渠道流量的测量工作自动化程度高。试验结果表明:使用该系统检测矩形断面流量具有准确性和适用性,测量结果与采用明渠超声波流量计测得的流量值相比,相对误差在±4%以内。     

基于GA-BP神经网络的明渠流速测点优化研究

灌区渠道流量计量大都以流速仪法测量为主,渠道断面布设较多数量的流速仪可有效保证测流精度,但也提高了测流难度。以太园泵站某段供水明渠为研究对象,基于多测线、多测点流速仪实测数据,将断面流量设定为输出、不同位置测点流速作为输入,对GA-BP神经网络模型进行训练,并将验证结果与流速面积法计算结果进行对比。结果表明,GA-BP神经网络仅需4个特定位置处测点流速可得到满足精度的计算结果,实现对明渠测点数量的优化,保证测流精度并为相关模型在渠道测流的应用提供新思路。     

浅谈流速仪在渠道测流时应注意的几个关键环节

用流速仪量水是灌区量水的基本方法,其测量成果对灌区量水精度有很大的影响.本文通过介绍流速仪测流时的工作原理,在测流时科学选择测流断面和垂线数目,采用平均分割法计算渠道断面流量,并分析其测流过程中产生误差的原因,提高流速仪测流时的精度,为渠道量水工作提供参考.     

河流断面探入式精准测流装置的研发及应用

随着科技的进步和水利行业的快速发展,河流断面测流方式已逐渐由自动化代替人工测流,出现了多种自动化断面流量测量装置。测量装置按照测量方法可分成探入式和非探入式两种。提出了一种基于探入式测量方法,适用于多类型自动测量设备的通用型装置。该装置通过测量线长、偏角和倾角,结合采集处理技术,可精确测量河流断面水位、水深、淤积、分层流速等参数,适用于缆道型、轨道型等多种断面测流设备。通过实验检测及现场监测对比,结果表明采用该装置可大幅提高垂线测量精度。     

内蒙古河套灌区末级渠道量水技术比较研究

田间末级渠道量水设施的应用日益受到重视,针对内蒙古河套灌区末级渠道量水的特点,从准确性、经济性、便捷性等方面对旋杯式流速仪、文丘里自动量水系统、直读式流速仪、遥测水位计进行比较分析。结果表明:与旋杯式流速仪相比,文丘里自动量水系统、直读式流速仪、遥测水位计测流平均误差为9.8%~17.7%,具有较高的测流精度。4种量水技术各有一定的适用条件,XD-2206遥测水位计经济性、便捷性最优;FP211直读式流速仪、文丘里自动量水系统次之;旋杯式流速仪一次性投资低,但工作效率低、运行费高,已无法满足末级渠道现代化量水需要,急需更新换代。     

适用于平原灌区中小型渠道的自动测流设备——“IC”卡式文丘利自动测流系统

河套灌区中小型渠道多年来一直多采用流速仪-断面法测流量水。由于其坡降平缓，水位流量变化频繁且变幅较大。故采用流速仪所测瞬时流量推求全天流量存在较大误差。内蒙河套灌区沙壕渠试验站2001年将江苏省沙河灌区水科所研制的平底、圆弧进口，矩形断面结构的文丘利量水槽，并对其结构进行了部分改造，同时加装了河套灌区科技人员自己研制的“IC卡”式自动测流仪，实现自动连续测流。经过1年多的运行，证实该系统水头损失小，精度好，自动化程度高，现予介绍，以利推广。     

交叉多声路超声波法在泵站测流中的应用

为提高测量精准度,避免因渠道敞开、过流量大的影响,提出采用多点多线布置的流速仪法测量。简述了交叉多声路超声波法在泵站现场明渠流量测量中的应用过程,得出该方法在明渠测流方面具有精度高、操作性及可靠性强等优点。该试验结果对研究明渠测流方法具有一定的参考价值。     

信息博览

明渠流量测量装置 一种简易方便的手持式明渠测流装置已经在英国投入使用。这种测流装置采用转浆式的流速传感器。备有一根伸缩式的工作杆,所测的流速和流量值由显示器以数字形式直接显示,这种测流杆既可测量溪流、管道、沟渠的流量,也可测量河流的流量。进行水流测量有两种操作方式,一是在小的溪流沟渠和管道中,只需将传感器探头平稳而且均匀地通过水流断面,另一是在大的溪流或河流中,可以沿数条铅垂线选定一些测点进行测量,得出断面平均流速,并从而确定水流的流量。     

渠道测流新方法

广西玉林地区水科所研究成功应用PC—1500袖珍计算机于渠道测流,使渠道测流中的讯号采集和数据处理工作全部实现自动化。该系统由8路数据采集接口与PC—1500计算机两大部分组成。它的功能是①多点讯号同时采集;②修正水流速不稳定因素所引起的流量误差;③自动处理全断面测流数据,并立即打印出测流结果。测流时,先将被铡渠道断面诸如边坡、渠底宽等特征值输入计算机,然后将8路流速传感器打开,接收讯号经     

基于FLOW-3D的明渠壅水断面流速特征研究

随着传感器技术的发展,渠道流量测量技术有了新的突破,目前渠道流速大多是根据点流速进行计算,但在渠道内因阻滞作用的影响,同一断面上的水流速度分布会随着水深的不同而不同。为探讨不同水深边界情况下,明渠剖面流速分布特性。文章截取某梯形渠道100 m渠段,利用FLOW-3D进行建模,模拟了不同的下游壅水情况。通过对不同水深情况下剖面流速分布的研究,采用固定流速系数的方法进行分析,给出了在壅水高度小于20 cm的情况下,可以达到测量精度(误差不超过±10%)的水流速度系数。通过模拟计算,拟合出了水流速度系数随水深变化的曲线,对流速系数进行修正后可使测流误差小于1.40%。     

采用流管元测量冰期流量及流速分布的方法

北方河流冰期测流需要在冰盖上沿断面打孔,再测量各孔垂线流速分布,最后通过流速积分得到冰盖下的总流量。这种传统的冰期测流是一项耗时耗力且高风险的工作,限制了冰期流量流速资料的采集。本文基于流管元法和爱因斯坦的断面分区方法,提出一种基于理论公式的冰期测流方法。该方法被用于实验条件下复式断面的流速分布和黄河不同断面的流量计算。结果显示新方法获得的断面流量、单宽流量分布和水深平均的流速分布与实验值和现场观测值符合良好。基于流管元的冰期测流方法能广泛用于明流、部分冰封和完全冰封河道断面的流量及流速分布测量,能有效减少冰期测流工作量、提高测量效率,进而减少测量人员安全风险,可在水文观测中推广应用。     

不同类型监测站测流设备及方案比较

河道(明渠)型流量自动监测站测流方案 目前河道(明渠)流量测量的方法有:①流速面积法;②超声波时差法;③侧视式声学多普勒流速剖面仪法(水平式ADCP或H-ADCP);④走航式声学多普勒流速剖面仪法(也称走航式ADCP);⑤水工建筑物测流法;⑥堰槽法;⑦比降面积法.     

宁夏引黄灌区斗渠量测水设备比测试验研究

考虑稳定性、准确性、泥沙含量和气温变化等因素综合作用对量测水设备可靠性的影响,建立量测水设备比测综合评价指标体系。在宁夏引黄灌区唐徕渠斗渠建立试验点,分别在夏秋灌和冬灌两个行水期对5类设备进行比测评价。结果表明:灌溉期泥沙对新安装量测水设备的精度影响不大,气温变化不足以影响设备精度;单纯基于超声波原理的设备不适宜在泥沙含量较大的渠道应用;基于电磁法和超声波原理的智能化明渠流量测量系统测流的准确性较高,但稳定性不足;非接触式明渠雷达流量计可靠性最优,其低水位时流量误差综合不确定度为8. 87%(受极端水位影响),中水位时为2. 87%,高水位时为4. 68%。研究可为引黄灌区不同流量级别渠道上量测水设备比测和选用提供借鉴。     

基于非线性回归分析的水位流量关系研究

水位流量关系曲线是描述测流点基本断面的水位与通过该断面的流量两者之间关系的曲线。结合合水灌区信息化系统,将一种明渠流量计(内置电磁式流量计及压力式液位计)应用于干渠流量、水位的监测,将11套明渠流量计安装在11个代表性渠道中。通过比较监测数据的处理分析方法,选取最优的非线性回归分析模型对渠首所采集到的水位、流量数值进行拟合分析,分析结果能够很好地反应水位—流量发展的变化趋势。     

基于垂线流速模型的雷达法断面流量测流精度分析

利用雷达多普勒流速仪进行测流是目前成本较低的实时自动测流方法。传统的雷达多普勒流速仪获得断面单条垂线上的表面流速,一般采用代表流速法建模计算断面流量,导致水位变幅剧烈的断面测流误差较大。本文基于表面流速数据的垂线法测流模型,采用雷达式二合一传感器获得断面的垂线表面流速和水深实测数据计算断面流量,并以新田水文站断面测流为例,与缆道流速仪法的测流数据结果进行对比验证。结果表明垂线平均流速相对误差在 5%以内的合格率达到 75%,断面平均流速相对误差和断面流量相对误差在 5%以内的合格率均达到 67%,故仅需布设两个雷达测速仪即可达到相对误差小于 5%的高精度测流,在自动测流站中有较好的应用。     

适用于平原灌区中小型渠道的改型文丘利自动测流设备—“IC”卡式文丘利自动测流系统

平原灌区中小型柒道多年来一直多采用流速仪-断面法测流量水，但由于其坡降平缓，水位流量变化频繁且变幅较大，采用流速仪所测瞬时流量推求全天流量存在较大误差，沙壕渠试验站2001年引进了江苏省沙河灌区水科所研制的平底，圆弧进口，矩形断面结构的文丘利量水槽，并对其结构进行了部分改造，同时加装了自己研制的“IC卡”式自动测流仪，实现自动连续测流，经过1年多的运行，该设备不仅水头损失小，而且精度好，自动化程度高。     

基于GPRS的河套灌区流量测量遥控系统研究

针对河套灌区流量测量特点,提出了以GPRS无线通信技术为数据传输平台,利用超声波测流法测量明渠流量的方案.超声波测流硬件主要由智能仪表、流速传感器和液位传感器等组成.流速传感器和液位传感器能够实时采集现场数据,智能仪表对传感器采集到的数据进行底层处理,并通过GPRS模块上传给监控中心上位机.上位机对接收到的数据进行分析和处理,根据分析和处理的结果对现场仪器仪表进行控制,从而实现灌区流量管理系统的远程遥控.该系统建设成本较低,相对误差较小,可满足明渠测流的精度要求,且实时性好、可靠性高.     

垂向声学多普勒流速剖面仪自动测流系统警示标志应用

流量在线自动监测已成为实现水文监测现代化的关键,垂向声学多普勒流速剖面仪(VADCP)自动测流系统得到广泛推广应用,为保障V-ADCP自动测流系统可靠运行,结合江苏省水文水资源勘测局部分V-ADCP自动测流系统损坏和恢复应用的案例,探讨V-ADCP自动测流系统安装及运行过程中存在的短板问题,提出在测流断面安装浮球式警示标志的方案,为进一步提高V-ADCP在线测流系统运行稳定性提供保障。     

超声波明渠流量计的原理及其应用

随着工农业和城乡的快速发展,水已经成为制约经济发展和影响人民生活的重要商品,为了节约用水,渠道流量的准确计量就显得尤为重要。超声波明渠流量计是一种先进的明渠测流仪器,它通过仪表同时测量渠道的平均流速和液位来计量流量,比以往的堰槽式方法计量流量精确度高,应在水利和供水工程中广泛推广应用。