水文測驗實習指導書

2022-05-26 01:30:04 字數 3453 閱讀 9321

目錄實驗四流速儀 (旋杯式和旋漿式) 的拆裝41

實驗五流量測驗46

一、斷面測量47

實驗六水下地形測量52

五、對講機66

水文資料是水利水電工程及其它建設工程規劃設計的基本依據,而水文資料**於水文測驗。水文測驗包括水位、流量、含沙量、輸沙率、降水、蒸發、地下水水位、水質等的測定與收集,這些資料收集工作要借助於水文儀器來進行,要靠一整套方法來完成。動手操作儀器,了解水文測驗的基本方法等就是水文實習課的基本要求。

要求:1了解流速儀的主要構造與工作原理

2 掌握流速儀的使用方法

zsx-3 型直讀流速流向儀是一種能同時測流速流向的新式儀器.

結構見圖所示。儀器分為水上和水下兩部分。水下部分主要由旋轉、身架和尾翼組成,且尾部有乙個定向磁鋼及乙個傳訊線圈,由於結構的原則,加雙尾翼,為避免鉛魚、鋼絲繩等鐵體對磁鋼的影響,轉軸上下均用銅懸杆隔開;水上部分主要為直讀流速顯示器,水下的流速流向訊號通過六芯電纜傳入顯示器內。

流速計算是按直線公式設計的,當流速大於0.2公尺/秒時,

v= 式中 v------流速;

k------水力螺距係數;

n------旋漿轉數;

t--------時間;

c------儀器常數;

測流向是根據「磁性同步器原理」設計的,即傳遞器作任何轉動時,指示器的指標也旋轉同樣的角度。

首先將尾翼用固尾螺絲緊固在身架上,將旋漿放在轉軸套上,轉軸套上、下用銅懸杆聯接,下面再吊鉛魚,上面接鋼絲繩,再將六芯電纜上的密水插頭端接在插座上,要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。

1、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;

2、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;

3、直讀擋:當測點流速大於0.2公尺/秒,測流時,將流速開關置於該擋位,啟動復零開關;

4、計數擋:當流速低於0.2公尺/秒時,用此擋位;

5、測流向:將流向開關置於「開」位置,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;

6、儀器用完後,流速開關撥到「電源關」上,流向開關置於「關」上。

以 ls-68 型旋杯式流速儀為例,其構造如圖所示:

1、旋杯2、旋軸3、軛架4、旋盤固定帽5、頂針6、頂頭7、並帽 8、旋盤固定架 9、軛架頂螺絲10、頂窩11、固定帽墊圈12、偏心軸13、側蓋 14、齒輪 15、齒輪軸螺絲16、接觸絲17、固定螺絲18、軸套座 19、鋼珠20、鋼珠21、彈簧墊圈22、頂蓋23、頂蓋墊圈24、絕緣套25、聯結螺絲26、緊壓螺帽27、絕緣墊圈28、小六角螺帽29、接線螺絲30、防脫螺絲31、壓線螺帽32、懸杆33、固尾螺絲34、尾翼35、平衡帽

主要結構效能如下:

轉子部分:由旋杯、旋盤、旋軸、頂針及軸套座等組成,它位於儀器的頭部,當水流衝擊儀器時,使其轉動,並通過它傳遞到接觸部分,藉此來測出水流的速度。

接觸部分:包括偏心軸、齒輪、接觸銷、接觸絲等部件,這些稱為傳訊機構,其中齒輪與轉子部分的旋軸接觸,並一起旋轉,轉軸旋轉 20 轉,齒輪旋轉一周,齒輪側面有四個接觸銷,故當接觸絲與之接觸時,則旋軸每轉 5 轉時接通電路一次。

尾翼:是用以平衡儀器,使儀器迎向水流的機構。

拆裝旋杯式流速儀的頭部,包括旋盤、旋軸、頂針、頂頭小螺絲扣、軸套座偏心軸;察看齒輪、接觸絲,並了解以上零件的相互關係。

(1)用扳手把固定旋盤的六角螺絲開啟,再鬆開上下頂螺絲,取下旋盤固定器或頂針及偏心筒。

(2)將偏心筒的側蓋用扳手開啟,了解接觸絲及齒輪的轉動與接觸情況。

(3)將偏心筒的頂蓋開啟,找到鋼珠座的位置,用螺絲刀將鋼珠座取下,看其結構。

(4)取出壓盤六角螺帽,卸下旋軸,旋杯,觀察其構造。

(5)把上面拆卸的零件安裝為原狀,然後把旋盤固定器取下,裝上頂針,口輕輕吹氣視儀器靈敏,靈敏則可,否則進行調整。

(6)把兩電線一端接在兩壓線螺絲帽下面,另一端接到計數器上,轉動旋杯,看其發出訊號是否正常,最後取下頂針,把儀器按照原來位置,安放在箱子中。

以 ls10 型旋漿式流速儀為例,其結構如圖:

1、旋槳2、壓帽3、旋軸4、齒輪軸5、齒輪6、接觸絲7、固定螺絲8、插頭9、襯套10、襯管11、壓線螺絲12、接線柱13、固定螺絲14、身架15、插孔套16、插孔17、固軸螺絲18、防水墊圈19、絕緣座20、接觸軸套21、接觸銷22、螺絲套23、後軸套24、外隔套25、內隔套26、軸承27、前軸套

旋漿式流速儀的結構主要包括旋轉、身架和尾翼三大部件。

拆裝旋漿式流速儀的旋轉部件、身架及尾翼,了解相互之間的聯絡和原理。

1)取下軸套末端的保護套,按順時針方向將反螺絲套取下,並將軸套連迴旋軸從漿葉中取出;

2)將旋軸從軸套中取出後,拆下軸套、套管及螺絲帽、上軸承外圈、外隔套、內隔套、下軸承外圈、下軸承等部件,請認清零件的位置,按相反步驟再裝上還原(要特別注意上下軸及外圈的位置);

3)在未裝上軸套前,用手扳動小齒輪,看接觸絲接觸情況,其原理是這樣的:當安裝在軸套內腔中的螺絲套隨旋漿一起轉動時,螺絲套的螺絲即帶動齒輪轉動,螺絲套每轉一圈,螺紋即發動齒輪乙個牙,齒輪有 20 個牙,故旋漿每轉 20 轉,齒輪迴轉一周,同時,齒輪上的接觸銷即與其上方的接觸絲相碰一次,電路隨即接通,電流經由導電杆傳至身架部分的接線柱,並借電線傳至水面的電訊部分,以供計數;

4)將旋軸插入漿葉內,裝上反螺絲套;

5)鬆開身架固定螺絲,將旋軸插入身架內再上緊固定螺絲,並裝上尾翼;

6)將儀器懸掛在測桿上,並接上訊號裝置,觀察訊號是否正常;

7)最後將儀器裝入儀器箱內相應的各部件的位置上。

通過這個實驗,同學們應了解如何正確使用流速儀,知道如何測得點流速和如何通過測點流速來計算流量.

通過河流某一斷面的流量q可表示為斷面平均流速v和過水斷面面積a的乘積,即

q= 因此,流量測驗應包括斷面測量和流速測驗兩部分工作。

流速儀法測流,是以上式為依據,將過水斷面劃分為若干部分,用普通測量的方法測算出各部分斷面的面積,用流速儀測算出各部分面積上的平均流速,部分面積乘以相應部分面積上的平均流速,稱為部分流量。部分流量的總和即為斷面的流量。

河道斷面測量,是在斷面上布設一定數量的測深垂線,如圖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(圖一)。

圖一斷面測量示意圖

測深垂線的數目和位置要求達到能控制斷面形狀的變化,以便能正確地繪出斷面圖。一般主槽較密,灘地較稀,測深垂線的位置應能控制河床變化的轉折點。

測量水深的方法隨水深,流速大小,精度要求不同而異。通常採用測深杆,測深錘(或鉛魚),回聲測深儀等施測。測深杆是一種精度較高的測深方法,當水深小於5m,流速小於3.

0m/s時,應盡量採用。測深錘(或鉛魚)用於流速和水深都較大的情況。回聲測深儀一般適用於水深較大,含沙量小的江河湖庫。

測法詳見"水下地形測量"一節。

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