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轉載自:武漢水測家明渠流量計算方式:速度麵積法1:矩形,梯形
明渠流量計算通常分為速度麵積法以及水工建築物法,速度麵積法流量Q=S*V(S為過流麵積,V:為斷麵平均流速),水工建築物法(可以參見標準:《水工建築物與堰槽測流規範 SL537-2011》)通(tong)常(chang)是(shi)通(tong)過(guo)水(shui)位(wei)與(yu)特(te)定(ding)的(de)水(shui)工(gong)建(jian)築(zhu)物(wu)或(huo)堰(yan)槽(cao)來(lai)進(jin)行(xing)流(liu)量(liang)推(tui)算(suan),比(bi)如(ru)閘(zha)門(men)水(shui)位(wei)流(liu)量(liang)計(ji)算(suan),需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)上(shang)遊(you)水(shui)頭(tou)與(yu)閘(zha)門(men)開(kai)度(du)關(guan)係(xi)推(tui)算(suan)流(liu)量(liang),如(ru)果(guo)閘(zha)門(men)存(cun)在(zai)淹(yan)沒(mei)流(liu),推(tui)算(suan)方(fang)式(shi)則(ze)不(bu)一(yi)樣(yang),常(chang)用(yong)的(de)巴(ba)歇(xie)爾(er)槽(cao)一(yi)樣(yang)存(cun)在(zai)淹(yan)沒(mei)流(liu)與(yu)非(fei)淹(yan)沒(mei)流(liu),由(you)於(yu)是(shi)通(tong)過(guo)水(shui)位(wei)與(yu)水(shui)工(gong)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)關(guan)係(xi)推(tui)算(suan)流(liu)量(liang),如(ru)果(guo)水(shui)流(liu)不(bu)暢(chang),比(bi)如(ru)巴(ba)歇(xie)爾(er)槽(cao)阻(zu)塞(sai),單(dan)水(shui)位(wei)計(ji)的(de)巴(ba)歇(xie)爾(er)槽(cao)則(ze)不(bu)會(hui)檢(jian)測(ce)到(dao)異(yi)常(chang),會(hui)計(ji)算(suan)出(chu)很(hen)大(da)的(de)流(liu)量(liang),如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)速(su)度(du)麵(mian)積(ji)法(fa)測(ce)流(liu)則(ze)不(bu)存(cun)在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang),速(su)度(du)麵(mian)積(ji)法(fa)會(hui)首(shou)先(xian)測(ce)量(liang)到(dao)水(shui)流(liu)速(su)度(du),如(ru)果(guo)阻(zu)塞(sai)了(le),速(su)度(du)為(wei)0或者很小,計算出的流量也會相應變小,下麵簡單例舉幾種規則明渠,並介紹其流量計算方式。
約定:假設水深與流速已經通過傳感器(水位計,流速儀)已經采集到,水深為Z(單位m),流速為V(單位m),瞬時流量為Q(單位m3/s);
常用流量單位轉換:1m3/s = 1000L/s = 3600m3/h
1.矩形渠道
矩形渠道在支渠比較常見,計算流量需要知道渠道的寬度即可,示意圖如下:

注:渠道的深度用於判斷是否存在溢流或滿管,因為可能有矩形箱涵,如果水深大於渠道的深度,則應該進行限製,其餘渠道也類似。
測量渠道寬度為W(單位米),則流量Q=W*Z*V;
如:流速V=0.35m/s 渠道寬度:W=1.0m 水深Z=0.5m 則瞬時流量Q=1.0*0.5*0.35= 0.175m3/s
在SCJ-RTU01中的設置如下:選擇 矩形渠道(速度麵積法),設置渠道的寬度,渠道深度參數。

2.梯形渠道
tixingqudaozaizhuganqubijiaochangjian,jisuanliuliangxuyaozhidaotixingqudaodekuandikuanduyijizhaidikuandu,yijiqudaodechuizhishendu,danshihenduoqingkuangxiadaqudaomeifazhijieceliangqudaodedingbukuandu,shejituzhitongchangtigongdeshipodu,zexuyaojinxingjiandandejisuan,dedaotixingqudaodekuandikuandu。

在沒水的時候,一些小渠道的底部寬度,頂部寬度,渠道深度可以很容易測量到,但是有些 大渠道,沒法直接測量,可以通過設計圖紙查看渠道參數,如下圖所示的一個設計圖紙:

從圖紙中可以看到渠道窄底寬500mm,寬底寬1900mm,渠道深度700mm。
測量渠道窄底寬度為W1(單位米),寬底寬度為W2(單位m,W2>W1)渠道深度為h,womenxuyaotongguoshuishenyuqudaoguanxijisuanchushuimiankuandu,cishishuimianyuqudaodibuzuchengleyigexindetixing,zhegetixingmianjijiushishijiguoliumianji,shiyituruxia:

shangtuzhongliangtiaochuizhixuxianweifuzhuxian,womenxuyaoqiuqulansexianyuqudaodibugouchengdetixingmianji,zhegejiushiguoliumianji,jiangxuxiangouchengdejuxingqudiaohou,ruxiatusuoshi,genjutixingliangcedesanjiaoxingwomenkeyijisuandedaoshuimianzaizhegesanjiaoxingzhongdekuandu,yejiushiW5

根據公式可以知道 W5/(W2-W1) = Z/H,因此可以計算W5=(W2-W1)*Z/H,也就是可以計算得到水麵寬度W3=W1+W5=W1+(W2-W1)*Z/H;
最終計算水麵與窄底形成的梯形,也就是過流麵積S=(W3+W1)*Z/2;
如:流速V=0.35m/s 渠道窄底寬度:W1=0.5m,寬底寬度W2=1.9m,渠道深度H=0.7m, 水深Z=0.5m ,先計算水麵寬度W3=W1+(W2-W1)*Z/H = 0.5+(1.9-0.5)*0.5/0.7 = 1.5m,過流麵積S=(W3+W1)*Z/2 = (1.5+0.5)*0.5/2=0.5 m2
最終可以計算瞬時流量Q=S*V=0.5*0.35= 0.175m3/s
在SCJ-RTU01中的設置如下:選擇 梯形渠道(速度麵積法),設置渠道的寬度,渠道深度參數。

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