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流速仪法测流原理

2017-12-07 10:51:27 浏览次数:
由于河流过水断面的形态、河床表面特性、河底纵坡、河道弯曲情况以及冰情等,都对断面内各点流速产生影响,因此在过水断面上,流速随水平及垂直方向的位置不同而变化,即v = f(b,h)。其中v为断面上某一点的流速,b为该点至水边的水平距离,h为该点至水面的垂直距离。因此,通过全断面的流量Q为:
·dA = f(b,h)dh·db
式中  A——水道断面面积,dA则为A内的单元面积(其宽为db,高为dh),㎡;
      V——垂直于dA的流速,m/s;
      B——水面宽度,m;
      H——水深,m。
      因为f(b,h)的关系复杂,目前尚不能用数学公式表达,实际工作中把上述积分式变成有限差分的形式来推求流量。流速仪法测流,就是将水道断面划分为若干部分,用普通测量方法测算出各部分断面的面积,用流速仪施测流速并计算出各部分面积上的平均流速,两者的乘积,称为部分流量,各部分流量的和为全断面的流量,即:
式中  qi——第i个部分的部分流量,m³/s;
      n ——部分的个数。
需要注意的是,实际测流时不可能将部分面积分成无限多,而是分成有限个部分,所以实测值只是逼近真值;河道测流需时间较长,不能在瞬时完成,因此实测流量是时段的平均值。
由此可见,测流工作实质上是测量横断面及流速两部分工作。
(信息来源:中国水利水电出版社《工程水文学》 编辑:邬智慧)