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        动船测流

        2020-04-09 21:01

        用测船沿断面横渡的过程中实测诸水文要素的流量测验。动船测流一般适用于较大河流(河宽大于300m,水深大于2m)及河口。施测时,使用一艘轻便灵活的机动测船,以尽可能均匀的航速,沿预先选定的断面横渡江河,在动态中测量。利用流速仪施测水面下固定深度(通常是水面下1m)处各测点(或相邻两测点之间)的水流和测船的合成速度;用回声测深仪测各垂线水深;并用测角仪器测各测点流速仪尾翼与断面的夹角。然后根据实测数据,用流速面积法计算流量,再经过宽度改正和流速改正即可得断面流量数值。其测点处流速、航速、相邻测点间距等向量关系如图1。图1上向量均以流速仪受水流作用为准。vi为测点流速;vb为测船相对航速;vvi为测点流速与相对航速的合成速度;bi为相邻测点间距;bvi为相邻测点间水流通过流速仪的距离(由流速仪信号数及所需历时得到);α为流速仪与尾翼的夹角。

        图1 测点流速、航速、相邻测点间距向量示意图

        测验河段应尽量选择在河道顺直、水流稳定、流线平行、河床比较平整并且有足够水深和宽度的河段。测流断面布置如图2。

        图2 测流断面布置及航行示意图

        测流断面应尽量垂直于平均水流方向,两岸应通视,在靠岸处应设置锚定的水面浮筒,作为测量开始或终了的标志。浮筒离岸距离,应使测船能有拐弯的余地,拐弯后,能在浮筒外侧匀速地驶入断面航行。测量时,测船横渡一般保持正常航行速度,结束一个航次的测量后,测船应向上游调头,绕浮筒(测段的起点标志)作环状航行,再从下游驶入断面,开始下一个航次的测量(图2)。在测船到达起点浮筒及终点浮筒时,均应分别发出信号,在中间每经过一个测点均应逐点测量记录流速仪信号数。水深、夹角作为计算流量之用,在条件许可时可以采用自动化处理装置,一个航次的测量数据输入后,即能打印显示该航次的测验成果。为了保证测验的精度,每个航次的测点数一般需要30~40个,对于河宽不大的河流,最少不应少于25个。并要求一次流量的成果其往返施测的航次应该相等。往返各一次航次组成1个测回。一般应测取2~3个测回,流量取其平均值。施测诸水文数据的向量关系如图1,其关系式如式(1)、式(2):

        流量一般用近似积分计算,如式(3):

        式中,Qm为计算总流量;m为部分数目;bi为部分宽度;

        为部分平均水深;

        为部分平均流速;ai为部分断面面积;qi为部分断面流量。

        计算流量(Qm),尚需乘以宽度改正系数(kB)和流速改正系数(kv),方得实测总流量(Q):

        式中,Bm为实测总宽度;Bc为计算各部分宽的总和;vd为垂线平均流速;v1为水面1m深处的测点流速。

        实际上各垂线的kv并不完全相等,因此断面上用的是垂线流速改正系数的平均值。

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