49河流流速流量的测定
如何进行水流测量与流量计算
如何进行水流测量与流量计算引言：水是生命之源，随处可见的水流不仅在自然界中扮演着重要角色，也在工业生产和日常生活中扮演着至关重要的角色。
而了解水流的量和速度是进行科学研究、工程设计以及资源管理的基础。
本文将介绍水流测量的方法和流量计算的原理，帮助读者更好地理解这一领域的基本概念和技术。
一、流速测量的方法在进行流量计算之前，我们首先需要了解如何测量水流的流速。
以下是常见的几种流速测量方法：1. 浮标法浮标法是一种简单而直观的流速测量方法。
它适用于有明显水流的河流、溪流或管道中的流速测量。
测量者在水中放置浮标，然后观察它在一段距离内所需的时间来测量流速。
通过测量浮标在固定距离内所经过的时间，再结合距离，可以计算出水流的平均速度。
2. 流速计流速计是一种专用仪器，可以直接测量水流的速度。
它使用了多种原理，如旋转叶片、超声波或压力传感器等。
通过将流速计置于水流中，仪器将给出实时的水流速度读数。
这种方法通常比浮标法更准确和方便，特别适用于涉及精确测量的工程和科学研究。
3. 勒测法勒测法是一种通过测量水流对流体的压力进行流速估计的方法。
它通常应用于管道或河道等封闭系统中，使用特殊的勒测计来测量压力差。
通过压力差和流体性质，可以推算出流速。
勒测法精度较高，但需要专用仪器和更复杂的计算。
二、流量计算的原理测量流速后，我们可以通过流量计算来确定水流的总量。
以下是几种常见的流量计算方法：1. 平均速度法平均速度法是基于流速的平均值来计算流量的方法。
首先通过流速测量方法得到几个采样点的流速值，然后将这些值求平均。
接下来，将平均速度与管道的横截面积相乘，即可得到流量。
2. 勒测法上文提到的勒测法可以直接得到流速，从而可以直接计算流量。
勒测法的优势在于其高精度和实时性，尤其适用于对流量要求较高的场合。
3. 两点法两点法是一种利用流速在不同位置上的差异来计算流量的方法。
通过在管道的不同位置上测量流速，并记录下相应的对应位置，可以得到流速的分布情况。
流体流速与流量的计算与测量
流体流速与流量的计算与测量流体流速与流量是涉及流体力学的重要概念，对于流体力学的研究和实际应用具有重要意义。
本文将介绍流体流速与流量的概念，以及计算和测量相应数值的方法。
一、流体流速的概念及计算方法流体流速是指流体在单位时间内通过管道或任何其他容器横截面的体积流量。
流体流速可以用公式v = Q/A来计算，其中v表示流速，Q表示流体通过横截面的体积流量，A表示横截面的面积。
根据流体的性质和实际应用的不同，我们需要采用不同的方法来计算流体流速。
以下是几种常见的计算方法：1. 流体通过管道的流速计算：当流体通过圆管时，我们可以使用公式v = 4Q/πD^2来计算流速，其中D表示管道的直径。
这个公式是基于流体连续性方程和泊松方程推导得出的。
2. 流体通过孔口的流速计算：当流体通过小孔或喷嘴时，我们可以使用公式v = √(2gh)来计算流速，其中g表示重力加速度，h表示从孔口到液面的高度差。
这个公式是基于能量守恒原理和伯努利定律推导得出的。
3. 流体通过泵的流速计算：当流体被泵送时，我们可以使用公式v = Q/A来计算流速，其中Q表示泵的流量，A表示泵出口的横截面积。
二、流体流量的概念及计算方法流体流量是指流体在单位时间内通过特定截面的质量或体积。
流体流量的计算方法根据不同的实际应用可以有所差异。
以下是几种常见的流体流量计算方法：1. 流体质量流量计算：流体质量流量可以使用公式m = ρQ来计算，其中m表示流体的质量流量，ρ表示流体的密度，Q表示流体通过截面的体积流量。
2. 流体体积流量计算：流体体积流量可以通过直接测量流体通过的容器的体积来计算。
具体的计算方法根据容器的形状和流体流动的特点可以有所不同。
三、流体流速和流量的测量方法为了准确地测量流体流速和流量，我们可以采用不同的设备和方法。
以下是几种常见的流体流速和流量的测量方法：1. 流速测量方法：- 流速测量仪：采用这种方法可以直接获得流体的流速数值，常见的流速测量仪有流量计和流速计。
河流流量测量技术及其应用研究
河流流量测量技术及其应用研究河流的水量以及流量的测量对于河流的管理和水资源的合理利用非常重要。
因此，河流流量测量技术的研究和应用显得尤为重要。
本文将介绍几种常见的河流流量测量技术及其应用，并对其优缺点进行分析。
1. 水尺测量法水尺测量法是一种传统且简便的河流流量测量技术。
它使用水尺来测量河流的流速，并结合断面形状来计算河流的流量。
水尺测量法的优点在于成本低廉，测量结果准确。
然而，它需要人工投入较多，且在流速较快的河流中难以操作。
2. 测流船法测流船法是通过在测量断面上运行测流船来测量河流的流速和流量。
测流船上配备有流速测量仪器，并记录船在不同位置的时间以计算流速。
该方法的优点在于不需要人工测量，并能够应用于大型河流。
然而，该方法的成本较高，且对于小型河流不太适用。
3. 漂浮物法漂浮物法是一种利用漂浮物在水中流动的原理来测量河流流量的技术。
通过投放一定数量的漂浮物，并记录其移动的时间和距离，可以计算出河流的流速和流量。
漂浮物法的优点在于简单易行且成本较低，但受到漂浮物的运动影响，并且在水流较快的情况下准确度较低。
4. 静压式测流仪静压式测流仪是一种利用静压原理来测量河流流速及流量的技术。
测流仪通常由压力传感器和数据记录器组成，可以通过测量水位和压力来计算出河流的流速和流量。
静压式测流仪的优点在于准确度较高且适用于各种类型的河流，但成本较高且需要专业人员进行操作。
5. 激光测距法激光测距法是一种基于激光技术的非接触式测量方法，可以用于测量河流的流速。
该方法通过测量从激光器发射到水面然后反射回来的激光束的时间来计算水流的速度。
激光测距法的优点在于非接触式测量、准确度高以及适用于各种水流条件。
然而，该方法的成本较高，且对于大型河流的测量有一定的局限性。
综上所述，河流流量测量技术多种多样，各有优缺点。
在实际应用中，根据具体情况选择适合的测量技术是十分重要的。
未来，随着技术的不断发展，相信会有更多先进的河流流量测量技术出现，为河流管理和水资源利用提供更加可靠的数据支持。
4.9河流流速流量的测定
垂线水深
H<1m
方法名称
1点法 2点法 3点法 5点法
测速点位置
0.6h 0.2h, 0.8h 0.2h, 0.6h,0.8h 水面，0.2h, 0.6h,0.8h，水底
1m<H<3m
H>3m 一点法：v=v0.6
二点法：v=（v0.2+v0.6）/2
三点法：v=（v0.2+v0.6+v0.8）/3
实验室实验步骤
水样处理：过滤法。 量体积 沉淀 过滤 烘干 称重 含沙量计算
五点法：v=（v0.0+3v0.2+3v0.6+2v0.8+v1.0）/10
断面流速的测定
流速计算 岸边流速： 岸边或死水部分平均流速，等 于自岸边或死水边起第一条测 速垂线的平均流速乘以流速系 数a。A值在缓坡时为0.7，陡 坡时为0.9，死水边时为0.6。 V0=a•V1 中间部分流速 Vn=（1/2）•（Vn-1+ Vn+1） 断面面积计算 岸边—按三角形计算 中间部分—按梯形计算
பைடு நூலகம்
河流泥沙含量的测定
河流当中的泥沙按照运动形式分为：悬移质、 推移质和河床质泥沙。 一般情况，河流中泥沙以悬移质为主。 河流当中的泥沙含量是指单位体积浑水内所 含干沙的质量。 P (含沙量)=WS / V P:水样含沙量(kg /m3); WS水样中干沙重量 (kg),V水样体积(m3)
水深测量
测深锤
流速仪测流速
流速与流速仪的转数之间的函数关系：
V=K N +C
河道流量测量方法
河道流量测量方法
河道流量是指河流中单位时间内通过某一横截面的水量，是河流水文学中的重要参数之一。
河道流量的测量对于水文预报、水资源管理、水利工程设计等方面都有着重要的意义。
下面介绍几种常见的河道流量测量方法。
1. 浮标法
浮标法是一种简单易行的河道流量测量方法。
在河道中设置两个浮标，分别在上游和下游，通过计时器记录浮标从上游到下游的时间，再根据两个浮标之间的距离计算出流速和流量。
这种方法适用于水流缓慢、水面平静的河道。
2. 漂流物法
漂流物法是一种利用漂浮物测量河道流量的方法。
在河道中放置一些漂浮物，如木板、塑料瓶等，记录它们从上游到下游的时间，再根据两个漂浮物之间的距离计算出流速和流量。
这种方法适用于水流缓慢、水面平静的河道。
3. 水位流速法
水位流速法是一种利用水位和流速测量河道流量的方法。
在河道中设置水位计和流速计，分别测量水位和流速，再根据公式计算出流量。
这种方法适用于水流较快、水面波动较大的河道。
4. 水位面积法
水位面积法是一种利用水位和河道横截面积测量河道流量的方法。
在河道中设置水位计和横截面积测量仪，分别测量水位和河道横截面积，再根据公式计算出流量。
这种方法适用于河道横截面形状规则、水位变化较小的河道。
不同的河道流量测量方法适用于不同的河道条件，选择合适的方法可以提高测量精度和效率。
在实际应用中，还需要考虑测量设备的精度和可靠性，以及测量过程中的安全问题。
河流流量测验规范标准
《河流流量测验规范》GB 50179-93 (摘录)第五章浮标法测流第一节一般规定第5.5.1条本规范规定的浮标法测流，包括水面浮标法、深水浮标法、浮杆法和小浮标法，分别适用于流速仪测速困难或超出流速仪测速范围的高流速、低流速、小水深等情况的流量测验。
测站应根据所在河流的水情特点，按下列规定选用测流方法，制定测流方案。
一、当一次测流起讫时间内的水位涨落差，符合本规范第4.1.2条第三款的规定时，应采用均匀浮标法测流。
均匀浮标法测流方案中有效浮标横向分布的控制部位，应按流速仪法测流方案的测速垂线数及其所在位置确定。
多浮标测流方案中有效浮标横向分布的控制部位，应包含少浮标测流方案中有效浮标的控制部位在内。
二、当洪水涨、落急剧，洪峰历时短暂，不能用均匀浮标法测流时，可用中泓浮标法测流。
三、当浮标投放设备冲毁或临时发生故障，或河中漂浮物过多，投放的浮标无法识别时，可用漂浮物作为浮标测流。
四、当测流断面内一部分断面不能用流速仪测速，另一部分断面能用流速仪测速时，可采用浮标法和流速仪法联合测流。
五、深水浮标法和浮杆法测流适用于低流速的流量测验。
测流河段应设在无水草生长、无乱石突出、河底较平整、纵向底坡较均匀的顺直河段。
六、小浮标法测流，宜用于水深小于0.16m时的流量测验。
当小水深仅发生在测流断面内的部分区域时，可采用小浮标法和流速仪法联合测流。
七、风速过大，对浮标运行有严重影响时，不宜采用浮标法测流。
第5.1.2条采用浮标法测流的测站，浮标的制作材料、型式、入水深度等规格本站必须统一。
浮标系数应经过试验分析，不同的测流方案应使用各自相应的试验浮标系数。
当因故改用其他类型的浮标测速时，其浮标系数应另行试验分析。
第5.1.3条数的确定和选用,应符合下列规定.一、根据试验资料确定的浮标系数，应按本章第六节的规定进行校测。
校测的试验次数应不少于10次.校测结果宜用学生氏（ｔ）检验法进行检验。
当原采用的浮标系数与校测样本有显著性差异时，应重新进行浮标系数试验，并采用新的浮标系数。
流量和流速的测量
pf
,0
1dd10
2
(p1
p0)
孔板的缩口愈小，孔口速度愈大，阻力损失愈大。所
以，选择合适的孔板流量计A0/A1的值，是设计该流量计 的核心问题。
2024/6/21
三、文丘里流量计
管道中的流量为
Vs CvA0
2gR A
Cv的值一0.般 98~为 0.9。 9
优点：阻力损失小，大多数
用于低压气体输送中的测量
2024/6/21
令C0 CD
1
1A0 / A1 2
C0—— 孔 流 系 数 ，
u0C0
2p1p0
C0=f (A0/A1,Re1)
用孔板前后压强的变化就可以计算孔板小孔流速u0 U型管压差计读数为R，指示液的密度为ρA
p1p0AgR
u0 C0
2gRA
2024/6/21
若以体积或质量表达， 则
Vs C0A0
1) 优点 阻力损失小，测量范围宽， 流量计前后不需稳定管段。
2) 缺点 不耐高压 (小于0.5 MPa)， 管道直径有限 (小于50mm)。
2024/6/21
5、安装
1) 必须垂直安装（只能测垂直管中流量）； 2) 必须保证转子位于管中心；
（转子上刻有斜槽） 3) 为便于检修，流量计应有旁路。
6、使用
2、孔板流量计的工作原理
流体流到孔口时，流股截面收缩，通过孔口后，流股还 继续收缩，到一定距离（约等于管径的1/3至2/3倍）达到最 小，然后才转而逐渐扩大到充满整个管截面，流股截面最小 处，速度最大，而相应的静压强最低，称为缩脉。因此，当 流体以一定的流量流经小孔时，就产生一定的压强差，流量 越大，所产生的压强差越大。因此，利用测量压强差的方法 就可测量流体流量。
流速的测定
水文学实验——流速的测定；过水断面面积的和流量的计算实验地点和时间：湘江 2016.11实验目的：1)通过测量河道宽度，合理选择宽河道段面布点设置方案；2)熟悉了解超声波测深仪和流速仪；模拟进行河流断面深度和流速测量，熟练掌握流速仪测流量的原理和方法。
3)绘出“过水断面图，根据“三角形—梯形”面积法计算过水断面面积。
根据“流量=流速*过水断面面积”的公式计算，快速算出各部分流量，相加即得出总流量。
实验原理（简述）：1.采用实测法，应用流速仪测速的原理测的过水断面上某点的流速，推算出过水断面某点的平均流速；2.分别用梯形、三角形面积公式，根据断面的平均流速和断面面积,由流量=平均流速*过水断面面积求得总流量。
实验步骤：测流速：1.选取实验地点：湘江；2.测量河岸两侧AB的宽度并在AB中间分设30个距离相等的点；3.布设测深垂线。
根据每个点的位置在断面上布设若干条有代表性的测速垂线，在每条垂线上布设若干测速点；4.测深。
利用超声波测深仪测得所布点处水深；5.测速。
利用流速仪移动到河底距河面的正确位置，在水深6/10处测得河流平均流速。
过水断面面积和流量的计算：6.过水断面图的绘制。
将测流速实验中测深仪所测出的测深数据表，利用excel现有的绘图功能绘出“距水面左岸长度—测深深度”的X-Y函数图。
7.采用“梯形—三角形面积计算法”，即在已绘制的过水断面图的基础上，利用各点的横纵坐标，将过水断面分为许多三角形和梯形，再根据三角形，梯形的面积计算公式算出各点对应的断面面积。
8.计算流量。
根据流量=断面平均流速*过水断面面积，将测流速实验中所得到的测速数据与机算过水断面面积所得到的面积数据对应相乘再相加，得出最后的流量计算结果。
实验结果（文字描述、绘图）：由v=L/t可得平均流量为0.98m/s；过水段面面积为7902.09m2根据流量=断面平均流速*过水断面面积：总流量=S*v=7744.05m3/s总结：（结论、问题并加以讨论）1.河流的平均流速出现在水深6/10处，垂线上绝对最大流速出现在水面以下水深1/10-3/10处；2.河底与河岸附近流速最小，从水面向河底流速减小；3.流量与过水断面面积和断面流速有关;流量大小可以通过水位高低反映出来，水位升高，流量增大;4.随着科技的发展，我们可以通过网络模拟实验，但因缺少实际操作，实验结果有误差。
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❖ 3.确定各条测速垂线的位置，测出各测速垂 线处平均流速。各垂线点水深，点间距的测 定。
❖ 4.画出过水断面图。做好记录表。
❖ 5.计算：两侧岸边死水区流速。各部分断面 面积，各部分断面平均流速。各部分断面流 量。
❖ 6.求出断面总流量。
❖ 水深测量
49河流流速流量的测定
测深锤
49河流流速流量的测定
N
49河流流速流量的测定
❖ 流速与流速仪的转数之间的函数关系：
❖ V=K +C
❖ K和C是仪器出厂时已经确定的系数。 ❖ N—流速仪在测速历时T时间内的总转数。 ❖ T—测速历时
49河流流速流量的测定
❖ 1.首先确定断面宽度，以此确定需要布设多 少条测速垂线。
49河流流速流量的测定
❖ 河流平均流速出现于水深的6/10处。 ❖ 流量(m3
49河流流速流量的测定
❖ 一、流速面积法
❖ 用流速仪测定水流速度，并由流速与断面面 积的乘积来推求流量的方法。
❖ 断面测量
49河流流速流量的测定
49河流流速流量的测定
垂线水深49河流方流法名速称流量的测测速点定位置
H<1m
1点法
0.6h
2点法
0.2h, 0.8h
1m<H<3m
3点法
0.2h, 0.6h,0.8h
H>3m
5点法
水面，0.2h, 0.6h,03;v0.6）/2
三点法：v=（v0.2+v0.6+v0.8）/3
五点法：v=（v0.0+3v0.2+3v0.6+2v0.8+v1.0）/10
49河流流速流量的测定
❖ 流速计算 ❖ 岸边流速： ❖ 岸边或死水部分平均流速，等
于自岸边或死水边起第一条测 速垂线的平均流速乘以流速系 数a。A值在缓坡时为0.7，陡 坡时为0.9，死水边时为0.6。 ❖ V0=a•V1 ❖ 中间部分流速 ❖ Vn=（1/2）•（Vn-1+ Vn+1）
❖ 断面面积计算 ❖ 岸边—按三角形计算 ❖ 中间部分—按梯形计算
49河流流速流量的测定
49河流流速流量的测定
❖ 河流当中的泥沙按照运动形式分为：悬移质、 推移质和河床质泥沙。
❖ 一般情况，河流中泥沙以悬移质为主。
❖ 河流当中的泥沙含量是指单位体积浑水内所 含干沙的质量。
❖
P (含沙量)=WS / V
❖ P:水样含沙量(kg /m3); WS水样中干沙重量 (kg),V水样体积(m3)