55707水文缆道测验规范 标准 SD 121-1984.pdf
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1、中华人 民共和国水利 电力部部标准 水 文 缆 道 测 验 规 范 S D1 2 1 一 8 4 主编部门:水利电力部水文局 批准部门:水 利电 力 部 施行 日期 :1 9 8 5 年 1 月 1日 a sh习 文 卷, i- 5 q L 深 宽 比 小 于 1 一 11 0 0 2 0 0 取“ ( 6 - 9 ) q L ( 2 . 2 . 2 - 1 ) 宽浅河道 ( 2 - 2 . 2 - 2 ) 式中丫工作索单位长度重量 ( k g / m) ; L -跨度 ( m) , 除上述要求外,应尽量使洪水测深最大偏角限制在 3 0 0 - - 3 5 以下。 二、拉偏缆道铅鱼重量与其施测
2、范围水深、流速有关,其重量可参照不拉偏缆道的要 求选用 。 第三节驱动设备 第2 . 3 . 1 条 类型 选择 水文缆道的驱动方式有电动、机动、人力三种。 一、电动缆道:一般适用于有国家电网供电的站.无国家电网供电的站或供电无保证 的站,在需要与条件许可的情况下,也可装置发电机组供电,其输出功率应大于电动机功 率的 2 -3 倍 4 94 A 卜文 巷 , k文 坝 1 验 表4 . 2 . 2 归值表 第4 . 2 . 3条缆道位移改正数的计算 缆道位移改正数是缆索本身产生位移 ( 升高、增长等)对测深计数的综合影响值,在 一定重量铅鱼的情况下,可按下式计数: n e j , ( t g
3、0 一t g 0) ( 4 . 2 . 3 - 1 ) 胡 一 1 + 4 )l i K “ 一 叫4 L2 + 州 P - + 警+ GG 卜。 争 ( 4 . 2 . 3 - 2) ( 4 . 2 . 3 - 3 ) ( 4 . 2 . 3 - 4 ) 式中, ,缆道参数; K偏角系数; 厂 ,为二处垂度 ( m) ; 八 11 、最大垂度 ( m) ; I ,主索跨度 ( m) ; P一集中荷重 ( k g ) ; 9一 主 索单位长度重量 ( k g / m ) ; 丫工作索单位长度重量 ( k g / m) ; F行车及附属物重量 ( k g ) ; G一 铅鱼重量 ( k g )
4、当。 根据缆道参数! 7 t , 查本规范附录二附表2 . 3 , 若水面偏角小于 5 0 ( 4 . 2 . 3 - 1 )式中第 二项可以忽略 若更换主索、工作索、铅鱼及调整主索垂度.应另行计算缆道参数, , , 和偏角系数Ko 举例 : 某站某 日 用缆道施测断面, 第X号垂线用铅鱼测深, 当铅鱼放至水面时偏角已=1 0 0 , 放 至河底时 0-2 6 0 ,这时计数器读数 H ; =1 9 . 8 m.测深改正数 h =0 . 2 m,则计数水深 S D1 2 1 8 4 5 0 1 月 为: l l ,i =I l ,i 干 h二 1 9 . 8 + 。 . 2=2 0 . O m
5、 该垂线行车至水面的高差Z =1 2 . O m. 查本规范附录二附表 2 . 1 得水面偏角为 1 0 。 时的干绳 改正数为(0 . 1 9 m, 河底偏角为 2 6时的干绳改正数为1 . 3 5 -, 则干绳改正数 -1 . 3 5 -0 . 1 9 一I . 1 6 mo缆道参数, n =0 . 1 0 , 垂度为 1 5 m。查本规范附录二附表2 . 3 - 3 得水面偏角为 1 0 0 时的位移改正数为。 . 0 9 m,河底偏角为 2 6 0 时的位移改正数为。 . 7 m。则位移改正数 。 = 0 . 7 1 一 0 . 0 9 = 0 . 6 2 ( m ) 计算湿绳长度1
6、u =H,i 一。一 J , = 2 0 . 0一 1 . 1 6 一 0 . 6 2 = 1 8 . 2 2 - 1 8 . 2 ( m ) 铅鱼重3 5 0 k g , 悬索直径为5 mm,查表 4 . 2 - 2 得夕 =4 . 0 ,再根据计算湿绳长度1 1, 及河底 偏角 氏.查本规范附录二附表 2 . 2 - 2 得湿绳改正数 d , =0 . 6 3 m,则改正水深为: H= Fl,一。1 一当 一4u = 2 0 . 0 一1 . 1 6 一 0 . 6 2 一 0 . 6 3 = 1 7 . 5 9 ( m ) 七 1 7 . 6 ( m ) 第三节超 声仪 测深 第4 .
7、3 . 1 条水深比测 由于江河水质、含沙量等影响,超声波测深仪在水槽率定后,在使用前还应进行现场 比测,才能检验测深仪的测深精度。 比测工作在无偏角时选择在断面上较大水深处进行。 比测方法是在悬索上作尺寸标志. 安装在铅鱼上的换能器,向水面发射,将铅鱼下放到一定深度,用超声仪测量铅鱼人水深 度 ( 经过温度订正) . 与铅鱼人水深度相比较, 依次测量 1 5 -3 。 点, 误差在本规范第 1 . 2 . 2 条允许范围内,即符合要求 超声仪在使用中的比测工作每年不少于 2 -3次, 在仪器经过检修, 发现测深误差较大, 应送检定单位检修率定。 第4 . 3 . 2条超声仪测深注意事项 一、
8、仪器使用按说明书进行 二、根据测站的水质、含沙量、 水深条件选用不同的超声频率, 一般在3 0 -2 0 0 k H z 范 围内选用 。 含沙量、水深较大或具有泡旋水流的测站。宜选用大功率、低频率的超声仪;对水深 较浅的测站宜选用盲区较小频率较高的超声仪。 三、施测前应观测水温,进行声速校正。 水温测量应在流水里水深不小于 l m的深度上进行。 四、实践证明在河床不平整时,将换能器放至河底向上发射。比换能器置于水面向下 发射的效果要好。 五、采用数字 显示的仪器 ,每次测深应连续读取 5次 以上 的读数 ,取 其平 均值 5 0 2 水 文 卷川 文 泪 验 第五章缆道测流 第一节铅 鱼悬吊
9、与流 速仪安装 第 5 . 1 . 1 条铅鱼悬吊 铅鱼一般采用一点悬吊或 “ 八字型”悬吊。用 “ 八字型”悬吊时,悬吊点不宜用固接 方式连结,以保证铅鱼重心能自由调整 铅鱼悬吊后,应在水中保持水平,铅鱼轴线与水平线夹角不得大于3 0 0 第5 . 1 . 2 条 流速仪安装 流速仪一般安装在铅鱼头部前方,为避免铅鱼体对水流的影响,仪器距铅鱼头部的水 平和垂直距离,应大于2 倍铅鱼最大直径。 流速仪在水中应保持水平状态.并能自由转动。拉偏缆道的流速仪应不受拉偏索的 影响。 存I$ . 水低谏的情况下 , 流谏仪安装在特制 的低速悬杆上 ,流速 仪安装与上述要求相同 第二节测 点 位 置 的
10、确 定 第 5 . 2 . 1 条测点位置的确定方法 测点定位的要求是:仪器人水后在垂线上的位置等于 ( 或尽量接近于)预定的测点 深度 根据不同的情况分别用:直接观读法;相对计数水深法;校正系数法;试 错 法. 一、直接观读法: 此法仅在偏角较小,实测水深 ( 或断面稳定时借用水深) 才可使用。 二、相对计数水深法: 在水深大于 l o m时, 偏角小于2 0 “ 时。 可通过试验求得相对水深 ( E 与相对计数水深 ( 妇 的关系,测点深计数器读数按下式计算: h it =p H ;j. ( 5 - 2 . 1 一 1 ) 三、校正系数法:这是一种一次性定位方法,在已施测水深及偏角情况下,
11、测点深计 数器读数按下式计算: 气t = W , i +d ( 5 - 2 . 1 - 2 ) A -。!+ , )( 5 . 2 . 卜3 ) 式中h , , -测点深为人的计数器读数 ( m) ; 泞 一一相对水深; A 校正值; : 校正系数,根据修正冲力分配参数R . ,查本规范附录二附表 2 . 4 0 举例 : 试确定第 4 . 2 . 3 条例里的测点深计数器读数。 已知改正水深H=1 7 . 6 m, 夕. =4 . 。 查本规范附录二附表2 . 4 , 测点深校正系数 值分别为: SD1 2 1 - 8 45 03 右 二0 . 2时 ,e =0 . 0 2 ,则 d =0
12、. 0 2X ( 1 . 1 6 +0 . 6 2 ) =0 . 0 4 E =0 . 6时 ,e =0 . 0 8 ,则 A =O . 0 8X ( 1 . 1 6 +0 . 6 2 ) =0 . 1 4 =0 . 8时.a =0 . 0 9 .则 A =O . 0 9 X ( 1 . 1 6 +0 . 6 2 ) =0 . 1 6 测点深计数器读数分别为: =0 . 2 , h ; i . , =0 . 2 X2 0 . 0 十0 . 0 4 =4 . 0 4 ( m) $ =0 . 6 . h ; , =0 . 6 X2 0 . 0 +0 . 1 4 =1 2 . 1 ( m) 泞 二。
13、 . 8 , h ; ,* ,二。 . 8 X2 0 . 。 +。 . 1 6 =1 6 . 2 ( m) 以上计算的测点深为铅鱼底部距水面的高度,流速仪的测点深度,则应加流速仪距铅 鱼底部的高度。 四、试错法:超出上述一、二两方法的适用范围,或是借用断面插补水深时,因铅鱼 位于河底的计数器读数及河底偏角是未知数,均可采用试错法逐步逼近。逐步逼近次数不 少于 3 次,见 水文测验手册( 第一册) 。 第三节测速方法 缆道测速方法有积点法、积宽法、积深法,可根据具体情况选用,但每年用精测法 ( 积点)施测应不少于5 次, 要求在高、中、 低水位均匀分布,以便研究水流规律、 检验其 他测流方法的精
14、度。 第5 . 3 . 1 条常用方法 缆道测速以积点法为主。测线测点布置详见 水文测验试行规范有关规定 测验记载及流量计算表,见本规范附录三附表3 . 1 , 第5 . 3 . 2条水面一点法 在下列情况之一时,允许采用水面一点法: 一、水位涨落急骤,为缩短测流历时时; 二、流速较大,漂浮物较多。 铅鱼测深有困难,测点不能准确定位时; 三、抢测洪峰有特殊困难时。 用水面一点法施测流量,水面流速系数应通过资料分析确定: ( 5 . 3 . 2 ) 式中K- 一全断面水面流速系数; Q - 一 精测法施测流量 ( m / s ) ; Q I 水面一点法不加改正算得之流量 ( m / s ) 水面
15、一点法适用于断面基本稳定的站。若断面变化较大,应于洪峰前后实测断面。 第5 . 3 . 3 条数值积分法 数值积分法适用于断面较整齐,横向流速分布与断面形状大体一致的测站。根据精测 法实测资料分析,采用优选方法,选择误差最小的测线数,其精度符合 水文测验试行规 范常测法的要求,经流域机构、各省 ( 市) 、自治区水文总站批准后可以使用。 流量计算公式如下: ,:=3. 0 o . n a + 8 v+ 5 q , 二 ( 5 . 3 . 3 - 1 ) 5 04 卜文 卷川 文 测 验 , , =4 , R=B o . 1 7 4 ( q , : +q , , , =5 , Q=B 0 . 1
16、 1 8 ( q ; +q +。 . 2 8 4 q , , =6 , Q一 B 0 . 0 8 6 ( q +q +。 . 2 3 4 ( q . 、 , +q , 。 一 ) ) 式中, ,一 测速垂线数; Q总流量 ( m / s ) ; B一 河宽 ( m) ; q- 一; 处单宽流量,q一HV, 仁 m/ ( s 砂 +0 . 3 2 6 娜 、 +q .,- 1 7 ) 7 )+ 0 . 2 3 9 ( q .,+q .) ( 5 . 3 . 3 - 2 ) ( 5 . 3 . 3 一 3 ) ) + 0 . 1 8 ( q ,. 1, + q ( 5 . 3 . 3 4 ) m)
17、 刁 ; ; - 一 一从河岸到测速垂线的距离与河宽之比, V, - - 一 ; 处垂线平均 流速( m/ s ) ; h =万 ; H-i 处 水深( m) e 第5 . 3 . 4条积宽法 积宽法是流速仪在预定深度处,沿断面方向横渡.测记流速仪总转数、总历时 ( 或分 段转数与相应的分段积宽历时) , 以计算积宽段平均流速的方法。 它具有测速历时短的优点。 一 、适用条件 积宽法适用于断面整齐稳定。流速横向分布没有急剧变化。漂浮物较少的测站。通过 试验与精测法 ( 积点)比较,测验精度符合表5 . 3 . 4要求, 经流域机构、省 ( 市) 、自治区 水文总站批准可以使用。 二 、测速方法
18、表 5 . 3 . 4 积宽流,精度要求表 积宽法有等深积宽法 、等相对水深积宽 法 、固定轨迹积 宽法 、分段积 宽法 四种 ;按 层数又可分 为单层积宽法 和多层积宽法 为保证测速精度 ,应做 到以下各 点: 累积频 率 ) 7 5 % 9 5叼 系统 误差 误差岌 士5 . 0 %, s X( 士 t . 0 % 1流速仪水平转动灵活, 横渡速度均匀一致, 且一般不大于。 . 2 -0 . 8 断面平均流速为宜. 2 . 不能积宽的区间 ( 盲区)应小于河宽的5 %-1 0 %, 3 . 单程施测总历时不小于l o o s e 4 .悬索偏角不大 于 5 0 5 .每次施测往、返至少各一
19、次。积宽段平均流速取其平均值 6 .积宽流速系数通过试验求得,要求稳定并有一定规律。 三、流量计算 断面流量积宽流量、流速按下式计算: Q- Q8+Rp - ( 5 . 3 . 4 - 1 ) Qp = K, V , A b ( 5 . 3 . 4 - 2 ) V , = v / v一U 2 ( 5 . 3 . 4 - 3 ) V , = 又V,;b ; / 又b ; ( 5 . 3 . 4 - 4 ) S D1 2 1 - 8 450 5 式中 第 5 Q一断面总流量 ( m / S 卜 Rw , 一 一 整个积宽段流量 ( m / s ) ; R一盲9.流量,可实测或根据实验资料分析确定
20、( m / s ) ; K一 一 积宽系数,由试验求得; V积宽段平均流速的平均值 ( m / S ) ; A , -整个积宽段断面总面积 ( m ) ; 。分段积宽的段数; V第 个积宽段平均流速 ( m/ S ) ; V 一 实测的与V 。 相应的积宽段合流速; U一横渡速度 ( m/ S ) , b 第, 个积宽段宽度 乙一 相应h的积宽历时 3 . 5 条积深法 (m ) ;(s ) 积深法是在预定测速垂线上,流速仪由水面至河底或由河底至水面匀速运行。测记流 速仪总转数、总历时以直接计算垂线平均流速的方法。它适用于河床比较平整,水深不小 于3 m.流速一般在 。 . 5 -3 . O
21、m/ 、 之间,且悬索偏角不大于 1 0 0 ,漂浮物较少的测站. 通过 试验与五点法比较。相当于二点法精度即可使用。 为保证测验精度,应做到以下各点: 流 速 仪 升 降 速 度 均 匀 一 致 , 升 降 速 度 一 般 不 大 于 垂 线 平 均 流 速 的 11 0 2 . 流速仪距铅鱼底部的垂直距离不大于。 . 2 m, 3 . 每条垂线应往返施测至少各一次;往、 返总历时不小于1 0 0 s ; 往返两次测得流速不 符值不大于5 Y.,取其平均值计算。 第六章缆道测沙 第一节悬 移 质 泥 沙 采 样 器 第6 . 1 . 1 条采样器的选择 缆道悬移质泥沙采样器有积时式采样器、横
22、式采样器和瓶式采样器等,另外有不采样 的同位素测沙仪。可根据不同情况分别选用 积时式悬移质泥沙采样器主要用于含沙量小于 3 0 k g / m 的河流,其主要特点,是能在 不同水深的条件下,自动调整仪器水样仓的压力,保证进口流速与天然流速一致,该仪器 有瞬时调压与非瞬时调压两种。 瓶式采样器装设有开关控制装置,主要用于水深 I O m以内单程积深法取样。 横式采样器用于只施测单沙的测站,有连续取样装置的可测断沙.也可在含沙量大的 50 6 水 文 卷水 文 测 验 河流使用.要求不漏沙、不积沙。 第6 . 1 . 2 条 单程积深法取样基本要求 1 . 采样器必须等速下放。 2 . 为保证取样
23、过程中,无突然灌注现象.下放速度应满足下式要求: 当水深大 于 4 . 7 m 时实际允许最大下放速度 : (6 . 1 . 2 - 1) 力了- 乙一-V 七 P一-: :、一一V 一- 里一刃 当水深小于4 . 7 m实际允许最大下放速度: 誉 七 御0 . 5 p + 5 H ) ( 6 . 1 . 2 - 2 ) 式中 产一 以 水柱高度表示的 大气压力 ( c m ) ; 泞 一 , 处 流 速系 数$ = I ll ; v V 采 样器 水 样 仓总 容 积 ( c m , ) ; 。 仪器下 放速度 ( m / s ) ; v 垂线平均流速 ( m/ s ) ; H垂线水深 (
24、c m) ; z “ -测点流速 ( m/ s ) ; u 一 进水管嘴截面积( c m ) a 为保证仪器在取样过程中不产生较大俯角,下放速度应满足下式要求: 1 5 镇 z ( 音 4 一般 应 保 证 所 取 水 样 体 积 不 超 过 采 样 器 容 积 的 号 , 取 样 最 大 垂 线 水 深 必 需 限 制 在 l O m以内。 第6 . 1 . 3 条 积时 式采样器性能要求 安装调试达到以下要求才能投产: 一、取样时,无突然灌注现象,进口流速应接近天然流速,流速系数为。 . 9 -1 . 1 。其 保证率为 7 5 %以上。 二、调压历时越短越好 三、管嘴应伸出头部一段距离,
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