手持电波流速仪水面流速比较测定试验与分析

为了探讨暴雨洪水时河道流速新的替代性测流方法,我们应用从美国引进的手持电波流速仪,与相对传统的转子式流速仪一起,在双家寨水文站进行了15次比测试验。结果表明,该流速仪具有操作简单、测定时间短、测流速度快等优点,很适合暴雨洪水时流速测量。但所测定的水面虚流量流速偏大,与实际流量换算时应乘以系数0.806。     

ADCP在辽河下游洪水期水文测验应用及适用性分析

如今ADCP在我国水文测验中运用较为广泛,但其在不同河流适用性不同,因此结合辽河下游河道特性,运用ADCP在辽河下游洪水期进行水文测验以检验其在辽河下游的适用性,并分析其与传统流速仪在实际测流中的误差及两种测流方法的优缺点。研究结果表明:ADCP与传统流速仪测验误差均在5%以内,满足水文测验规范要求,ADCP可以用来进行辽河下游洪水水文测验,但在河道内漂浮物较多和泥沙含量较大情况下,ADCP存在测流误差,研究成果为辽河下游洪水期水文测验方式提供较为重要的参考价值。     

凉水河子水文站固化断面应用研究

流量是河流最重要的水文特征,流量测验是水文勘测中的关键工作。凉水河子水文站低水时测流的方法主要为涉水流速仪测量和小浮标测量,高中水测流方法主要为水文缆道测量、浮标测量以及比降法测量。凉水河子水文站为了精简测站低水流量测验测次的需要修建了固化断面,通过对固化断面实测水位流量的分析得出该断面在水位133.90m以下时能较好的控制水位-流量关系,可用水位推求流量达到精简测次的目的;在水位133.90m以上时恢复河道天然形态,水文站需要恢复正常的洪水测验。由于固化断面建设使得上游测流断面变得相对稳定,流量的测量精度也比未修建固化断面前有所提高。     

U形渠道自动测流仪数据处理方法研究

以陕西省地方标准"U形渠道直壁式测流槽"的流量计算公式为依据制作计算机软件,利用传感器传递水位信息,将计算机软件与硬件有机结合,研制出U形渠道自动测流仪UQ-Ⅰ型自动测流仪.经实验测试,能实现瞬时测流量,累计流量,精度较高.     

梯形喉口无喉道量水槽设计及其水力性能模拟与试验

为了解决灌区普遍存在的通过增大水头损失来提高测流精度的问题,该文提出了一种具有梯形喉口的无喉道量水槽,并给出了量水槽参数与渠道尺寸的比例关系。该文在原型试验基础上,通过Flow-3D软件对过槽水流进行了数值模拟,分析了测流过程中水流流态、纵向时均流速分布、水头损失、湍动耗散沿程变化以及测流精度。研究结果表明:纵向时均流速分布和水流流态的模拟值与实测值最大相对误差均不超过10%,其模拟结果与实测结果较为吻和;基于临界流原理和能量守恒推出的水位流量关系式,进一步回归分析得到测流公式,其计算值与实测值最大相对误差为9.21%,满足量水精度要求;水头损失随着流量增大而增大,当流量大于45 L/s时,增大趋势明显变缓;最大水头损失不超过上游总水头10%,相比长喉道、巴歇尔、抛物线形量水槽水头损失较小。该研究可为灌区渠道量水设施设计提供参考。     

U形渠道圆头量水柱测流影响因素试验及模拟

为研究U形渠道圆头量水柱的测流规律及影响因素,基于绕流理论和RNG k-ε湍流模型,对18种体型圆头量水柱5种工况下的水力性能进行全流场数值计算,获得了时均流场、断面流速分布及柱后水流流态,并与实测值进行对比。同时,通过模型试验与数值仿真研究了V形尾翼对测流的影响。结果表明:水力参数的实测值与模拟值具有较好的一致性,渠道底坡为1/1 000,流量为45.01 L/s,收缩比及长宽比分别为0.50和2时,驻点处横断面最大流速模拟值与实测值相对误差为1.51%,水深15 cm位置剖面最大流速模拟值与实测值相对误差为0.45%。适宜长宽比的V形尾翼可以有效改善过槽水流:当收缩比为0.50~0.75时,建议长宽比为3/2~2;当收缩比0.50时,长宽比应相应增大,但不宜5/2。通过回归分析得到的圆头量水柱流量计算公式,在收缩比为0.63时最大测流误差为4.95%,平均误差仅为0.10%,该研究为圆头量水柱在中国北方灌区末级渠系的进一步应用提供参考。     

灌区梯形量水堰测流改进研究

该文针对标准梯形量水堰在灌区量水中存在的问题,提出改进标准梯形量水堰及其测流公式,并对其进行了试验研究。通过室内试验和对标准梯形堰测流公式的研究分析,得出了改进后梯形量水堰的测流公式;同时,还进行了该量水堰的测流精度分析和原型观测试验,结果表明：改进的梯形量水堰的测流方法及其计算精度完全满足国家农业量水的要求,可以用于田间渠道流量的量测。     

流速仪比较与林边溪流量量测

该研究于屏东县来义乡林边溪上游,采用电磁式流速仪、旋杯式流速仪及超声波数位流速仪,进行河川流速量测,并比较三种仪器所实际量测获得数据差别及其实用性,在枯水期进行河川流量量测时水位较低,可利用一点法或两点法量测其流速,并以平均断面法计算出流量,在低水位时,旋杯式流速仪会因为水流速度太小使旋杯无法转动,因此在低水位时,可以电磁式流速仪或超声波数位流速仪进行流量量测。量测结果显示林边溪α值(R/D)约在0.911～1之间,而流量Q<10cm/s时,α值非常趋近于1,当流量Q>10cm/s时,α值大约在0.91～0.96,流量Q>10cm/s时,水面宽度T及水力深度D的改变量较大。     

U形渠道抛物线形移动式量水堰板研究

该文提出了U形渠道抛物线形移动式量水堰板，研究量水堰板的壅水高度、临界淹没度、喉口水深-流量关系与渠道断面、比降和喉口收缩比的关系，给出了喉口收缩比范围和流量系数计算公式，分析了其测流误差。研究表明：U形渠道抛物线形移动式量水堰板，量水精度较高，结构简单, 造价低，使用方便，可用于各种小U形灌排渠道的移动式测流。     

沟灌三角形长喉道田间量水槽水力特性试验及数值模拟

针对目前北方灌区田间沟灌缺乏有效量水设施的现状,提出了一种针对田间小流量情况的新型量水设备—便携式三角形长喉道量水槽,为进一步研究其水力特性,在沟灌简易长喉道量水槽原型试验的基础上,采用基于Flow-3D的计算流体力学方法对该量水槽的内部水流运动进行了模拟计算,对水流流态、水深、傅汝德数、纵向时均流速、紊动强度进行了分析。结果表明:试验水深值与模拟值的最大相对误差小于10%,二者水面线变化规律吻合,模拟结果精度较高;通过临界流理论推导与回归分析得到沟灌简易长喉道量水槽测流公式,其计算结果与实际流量的最大相对误差为4.34%;量水槽收缩段及喉道段纵向时均流速沿程不断增大,流速最大值的位置存在于水面以下,越靠近收缩段、喉道段出口,最大纵向流速位置越低,断面流速分布越不均匀;紊动强度总体呈现沿程增加的趋势,各断面的紊动强度最大值相对位置在0.13到0.30倍水深之间,沿程逐渐上升。