量水手册

第1章 概述 1

1.1 需求 1

1.2 改进量水的效益 1

1.3 目标 2

1.4 本手册的使用 2

第2章 水流及量水基本概念 3

2.1 引言 3

2.2 水流的分类 3

2.3 量水的基本原理 3

2.4 流量—面积—速度关系式 5

2.5 水流总量 5

2.6 其他类型的测速型量水设备 5

2.7 流速水头概念 6

2.8 孔口出流关系式 6

2.9 薄壁堰关系式 6

2.10 能量平衡方程 7

2.11 平均水深和水力半径 9

2.12 弗劳德数与临界流方程 10

2.13 矩形宽顶堰流量公式 11

2.14 测流管的能量原理 12

2.15 公式中的参数 13

2.16 均匀流方程及摩擦水头损失 14

2.17 行近流条件 15

第3章 测量精度 17

3.1 引言 17

3.2 精度的相关概念 17

3.3 性能术语 20

3.4 比照标准 20

3.5 率定方法和精度计算的实例 21

第4章 量水设备选择 28

4.1 总体要求 28

4.2 量水设备的类型 28

4.3 设备选择的影响因素 28

4.4 设备选择指南 33

第5章 量水系统检验 37

5.1 背景和目标 37

5.2 标准设备和非标准设备 37

5.3 行近流 38

5.4 湍流 38

5.5 水面波动 39

5.6 行近流速水头 40

5.7 不良流态 42

5.8 出口水流条件 42

5.9 设备的老化与磨损 43

5.10 不良的制作与安装 43

5.11 测量精度降低的原因 45

第6章 水位和水头测量 48

6.1 引言 48

6.2 测量基准面 48

6.3 测量方法 48

6.4 非自记式水位计 48

6.5 自计式水位计 49

6.6 水位记录仪的安装 52

6.7 水位观测井的影响因素 52

6.8 设置基准面 55

6.9 水位记录仪的操作、保养和维护 55

第7章 量水堰 57

7.1 历史背景 57

7.2 堰的定义 57

7.3 堰的命名和分类 57

7.4 不同类型的薄壁堰 59

7.5 薄壁堰的基本要求 60

7.6 部分收缩与充分收缩的矩形堰 61

7.7 V形堰 63

7.8 传统的标准灌溉堰 64

7.9 标准收缩矩形堰 64

7.10 标准无侧收缩矩形堰 69

7.11 标准充分收缩90°V形堰 71

7.12 Cipolletti堰 73

7.13 特殊形式的堰 76

7.14 行近流速修正 85

7.15 淹没堰 86

7.16 堰的选择 86

7.17 薄壁堰的制作和安装 87

7.18 堰的维护 88

第8章 量水槽 89

8.1 概述 89

8.2 量水槽的分类 89

8.3 其他特殊形式的量水槽 90

8.4 淹没出流 92

8.5 与量水槽位置、选型和布置有关的场地特征 92

8.6 量水槽的制作 94

8.7 水头测量 94

8.8 长喉槽 97

8.9 长喉槽定型设计和选型表 100

8.10 巴歇尔槽 110

第9章 淹没孔口测流 130

9.1 测流孔口的定义和分类 130

9.2 淹没孔口测流的优点和缺点 130

9.3 充分收缩的淹没测流孔口 131

9.4 充分收缩淹没矩形测流孔口的精度 131

9.5 淹没矩形测流孔口的过流量 132

9.6 充分收缩淹没矩形测流孔口的尺寸 133

9.7 标准充分收缩淹没测流孔口的建造和设置 134

9.8 非充分收缩淹没测流孔口的流量校正 134

9.9 无侧收缩淹没矩形测流孔口的要求 137

9.10 过大的行近流速 137

9.11 定水头测流孔口（CHO）分水口 137

9.12 孔口闸门结构 144

9.13 利用弧形闸门测流 145

9.14 测流阀门 147

第10章 流速仪 149

10.1 引言 149

10.2 流速仪的分类 149

10.3 流速测量站的应用 150

10.4 流速测量站的位置 150

10.5 流速仪的类型 151

10.6 流速测量站及操作仪器 153

10.7 旋桨式流速仪的类型 154

10.8 测流杆 158

10.9 旋桨式流速仪的维护 160

10.10 一般步骤和预防措施 160

10.11 测量方法 160

10.12 确定平均流速的方法 161

10.13 计算流量 162

10.14 简单平均法 163

10.15 中间截面法 163

10.16 辛普森抛物线法 163

10.17 渠道流量曲线 166

10.18 水尺读数 166

10.19 流量计算结果 166

10.20 水位—流量关系表 167

10.21 日流量和月流量 167

10.22 流速仪测量管流 167

第11章 声学测流 168

11.1 超声波流量计 168

11.2 理论 169

11.3 可用技术 170

11.4 系统误差 170

11.5 安装注意事项 171

11.6 流量计选择指南 172

11.7 明渠超声波流量计 172

11.8 多普勒超声波流量计 174

11.9 断面相关超声波流量计 175

第12章 示踪剂法测流 176

12.1 概述 176

12.2 示踪剂的类型 176

12.3 基本方法 177

12.4 示踪剂法的流量公式 177

12.5 误差的一般来源 178

12.6 示踪剂—速度—面积法 178

12.7 示踪剂—稀释法 181

第13章 明渠专门测量方法 183

13.1 引言 183

13.2 明渠流旋桨流速仪 183

13.3 旋杯式流速仪 183

13.4 利用跌水测流 184

13.5 闸及阀门的率定 184

13.6 斜坡—面积方法 184

13.7 毕托管 185

13.8 入库流量和出库流量的计算 185

13.9 堰上测量杆 185

13.10 浮子法测流 186

第14章 有压管道测流 187

14.1 引言 187

14.2 管道流量计的基本概念 187

14.3 水头差式流量计 187

14.4 旋桨式流速仪 192

14.5 旁通管流量计 194

14.6 电磁流量计 194

14.7 旋杯式流速仪 195

14.8 可变面积流量计 195

14.9 涡流流量计 196

14.10 毕托管测量流速 196

14.11 速度面积方法 198

14.12 加利福尼亚管方法 198

14.13 抛物轨线法 200

14.14 小型管或虹吸管 206

14.15 压力—时间法 208

14.16 水轮机、水泵和闸阀的率定 209

14.17 声学流量计 209

附录 210

符号说明 210

单位换算系数 212

水力学公、英制单位转换系数 216

参考文献 218