工程水文學斷面流量的測量指導書

2021-03-04 08:27:12 字數 2146 閱讀 3731

1、實驗目的和任務

(1)實驗目的:掌握流速-面積法測量河道斷面流量的方法;了解流速儀的結構及測量點流速的原理;掌握流速儀測量斷面測點流速的方法。

(2)實驗任務:利用儀器觀測,每位同學完成讀數4次。

2、實驗儀器、裝置及材料

每組旋杯式流速儀1臺,水尺,水準儀

3、實驗原理

河道斷面測量,是在斷面上布設一定數量的測深垂線,如圖3-1 所示。測得每條測深垂線的di 和水深hi,從施測的水位減去水深,即得各測深垂線處的河底高程,便可繪製斷面圖(圖3-1)。

流速儀是用來測定水流中任意指定點沿流向的水平流速的儀器。我國採用的主要是旋杯式(圖3-2)和旋漿式(圖3-3)兩類。由感應水流的旋杯器(旋杯或旋槳),記錄訊號的計數器和保持儀器正對水流的尾翼等三部分組成。

當儀器放入水中時,旋杯或旋槳受水流衝動而旋轉,流速越大,旋轉越快。旋杯式流速儀每秒的轉數和測量點的流速成正比,測量到旋杯式流速儀的每秒轉數後,按廠家所給的校正公式計算出測量點的流速,在乙個過流斷面上按一定規律布置若干個測量點,由測點流速推求垂線平均流速,由垂線平均流速推求部分面積上的平均流速,部分平均流速和部分面積相乘得部分流量,各部分流量之和即為全斷面流量。

圖3-1 斷面測量示意圖

圖3-2 ls68-2 型旋杯式流速儀圖3-3 ls25-1 型旋槳式流速儀

4、實驗步驟

(1)實驗前的準備工作:對實驗前的課堂內容進行複習,熟悉測流的基本原理。

(2)將尾翼用固尾螺絲緊固在身架上,將旋槳放在轉軸套上,轉軸套上、下用銅懸杆連線,上面接鋼絲繩。

(3)將六芯電纜上的密水插頭端接在插座上,用扳手固緊才能防水,線的另一端接在顯示器上。電池盒內裝四節乾電池(注意「+」、「-」極),接入顯示器後接電源插座。

(4)k值選擇:從流速儀檢定公式中找出儀器的k值,然後將k值選擇開關置於相應擋位。

(5)c值選擇:它是專門用來預置流速儀c值的。橫線上方是用50秒測流時預置c值,有兩個擋位;橫線下方是用100秒測流時預置c值,有四個擋位供選擇。

使用時,首先從流速儀檢定公式中找出儀器的c值,然後按四捨五入的原則將c值選擇開關置於相應擋位。

(6)直讀擋:當測點測流流速大於0.2公尺/秒時,將流速開關置於該擋位,啟動復零開關。

(7)計數擋:當測流流速低於0.2公尺/秒時,用此擋位。

(8)測流向:將流向開關置於「開」為止,等指標平穩後即可讀取流向值,流向值最好取幾次的平均值,流向耗電較大,必須隨測隨開,由於流向開關對測速有影響,故不宜在測速時開動流向開關。

(9)儀器用完後,流速開關撥到「電源關」上,流向開關置於「關」上。

(10)每組每位同學完成讀數4次。

5、實驗報告要求

每位同學提交乙份實驗報告,應包括以下主要內容:

(1)實驗目的

(2)實驗原理

(3)實驗裝置、儀器和材料

(4)實驗步驟(按實際操作過程寫)

(5)實驗過程記錄(資料、圖表、計算等)

(6)實驗結果分析及問題討論

6、實驗注意事項

(1)攜帶儀器時,應注意檢查儀器箱蓋是否關緊鎖好,拉手、揹帶是否牢固。

(2)開啟儀器箱後,要看清楚並記住儀器在箱中的安放位置,避免以後裝箱困難。

(3)裝好儀器後,注意隨即關閉儀器箱蓋,防止灰塵和濕氣進入箱內。儀器箱上嚴禁坐人。

(4)各制動螺旋勿扭過緊,微動螺旋和腳螺旋不要旋到頂端。使用各種螺旋都應均勻用力,以免損傷螺紋。轉動儀器時,應先鬆開制動螺旋,再平衡轉動。

使用微動螺旋時,應先旋緊制動螺旋。動作要準確、輕捷,用力要均勻。

(5)使用儀器時,對儀器效能尚未了解的部件,未經指導教師許可,不得擅自操作。

(6)儀器裝箱時,要放鬆各制動螺旋,裝入箱後先試關一次,在確認安放穩妥後,再擰緊各制動螺旋,以免儀器在箱內晃動,受損,最後關箱上鎖。

(7)儀器搬動時,對於長距離或難行地段,應將儀器裝箱,再行搬站。在短距離和平坦地段,先檢查連線螺旋,再收攏腳架,一手握基座或支架,一手握腳架,豎直地搬移,嚴禁橫扛儀器進行搬移。

(8)小件工具用完即收,防止遺失。

7、思考題

(1)旋杯式流速儀測量斷面測點流速的原理?

主要參考文獻:

[1] 魏永霞、王麗學. 工程水文學.北京:中國水利水電出版社,2005.

[2] 詹道江、葉守澤. 工程水文學.北京:中國水利水電出版社,2003.

[3] 雒文生.水文學. 北京:中國建築工業出版社,2001.

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