您好, 歡迎來(lái)到化工儀器網(wǎng)! 登錄| 免費(fèi)注冊(cè)| 產(chǎn)品展廳| 收藏商鋪|
當(dāng)前位置:廣州佰微儀器科技有限公司>>技術(shù)文章>>走航測(cè)量斷面流量的原理
一次流量的走航測(cè)量可以分成三個(gè)部分:開(kāi)始河岸、走航實(shí)測(cè)斷面、結(jié)束河岸。
走航實(shí)測(cè)斷面部分還可以進(jìn)一步地分成:水面估算部分、中間部分(或者稱(chēng)之為測(cè)量面積)、河底估算部分。
因此,總流量是由開(kāi)始河岸部分、水面估算部分、實(shí)測(cè)面積部分、河底估算部分、結(jié)束河岸部分,這五個(gè)部分的流量之和計(jì)算得到。其中,只有中間的實(shí)測(cè)面積部分是通過(guò)聲學(xué)多普勒剖面儀測(cè)量得到的。應(yīng)該注意到:所有其它的面積流量是通過(guò)由水文部門(mén)推薦和證明了的方法估算得到的,這一點(diǎn)是非常重要的。
將總流量的計(jì)算分成幾個(gè)部分的原因,是由于聲學(xué)多普勒剖面儀本身的局限性造成的。聲學(xué)多普勒剖面儀之所以不能完整地測(cè)量到整個(gè)斷面流量的原因是:
① 所有的多普勒剖面儀都有一個(gè)最小測(cè)量水深的限制。當(dāng)斷面的水深小于該限制的數(shù)值時(shí),該剖面的流速以及流量都需要根據(jù)河岸邊最后一條剖面的流速和水深進(jìn)行估算。開(kāi)始河岸和結(jié)束河岸的部分流量是通過(guò)這種方法進(jìn)行計(jì)算的。
② 儀器的安裝入水深度,再加上從剖面儀探頭到開(kāi)始有流速測(cè)量數(shù)據(jù)處之間的距離(通常,我們稱(chēng)之為盲區(qū)),使得離開(kāi)水面有一部分的面積是沒(méi)法測(cè)量到的。這一部分的面積,稱(chēng)為水面估算部分。
③ 靠近河底的最后測(cè)量單元會(huì)受到“損傷"(例如:該單元可能部分或全部觸到了河床),或者測(cè)量剖面的最后剖面會(huì)受到波束的旁瓣干擾,使得靠近河底的一部分面積無(wú)法測(cè)量到。這一部分的面積,稱(chēng)為河底估算部分。
因此,如何計(jì)算這些估算部分和邊界部分的流速和流量呢?
一種稱(chēng)為“剖面流速外延法"用來(lái)估算水面和河底未測(cè)量部分的流量。這種理論研究用以建立垂直剖面流速分布的模型,可以用于計(jì)算這些部分的流速以及流量。
剖面流速外延法是使用剖面流速的冪函數(shù)公式。這個(gè)公式是由陳(1991 年)、辛普森和曼寧(1990 年)發(fā)明的。我們就是采用這個(gè)公式來(lái)計(jì)算實(shí)測(cè)部分以上和以下部分的流速和流量。
公式中 ——
u 是指在從河底算起的水深 z 位置的流速;
u* 是指河底的流速;
z0 是指河底的高程;
b 是一個(gè)常數(shù)(根據(jù) 1991 年 陳發(fā)明的公式,該常數(shù)為1/6 )。
若要采用這個(gè)公式,則有一個(gè)假設(shè):剖面范圍內(nèi)的流速是穩(wěn)定的,流向是相同的。如果河道的實(shí)際情況并非如此的話(例如:層流速不一致,或者同一個(gè)垂線剖面有雙向流等),就必須采用另一種外延的推流方法,我們?cè)赗iverSurveyor Live 軟件中已經(jīng)采用了這種方法。在默認(rèn)的情況下,RiverSurveyor Live 軟件中是采用了 1/6 冪函數(shù)定理來(lái)計(jì)算流速剖面,根據(jù)整個(gè)剖面中的實(shí)測(cè)流速來(lái)計(jì)算水面上層和河底下層,這二個(gè)不能實(shí)測(cè)部分的流速。
現(xiàn)在,我們有了水面和河底估算出來(lái)的流速。而每個(gè)部分的流量則是根據(jù)流速、水深、測(cè)船橫跨斷面的距離等計(jì)算而得的。
開(kāi)始河岸和結(jié)束河岸部分的流量是根據(jù)停住在岸邊時(shí)(相對(duì)靜止)實(shí)測(cè)到的剖面平均流速而計(jì)算得到的。有一點(diǎn)很重要,即:必須讓測(cè)船盡可能地靜止在岸邊的地方。這時(shí)測(cè)量得到的剖面平均流速乘以一個(gè)系數(shù)作為該河岸部分的平均流速;根據(jù)岸邊的形狀,選擇是斜坡還是陡岸,再根據(jù)實(shí)測(cè)流速處的水深算出該岸邊的面積;從而計(jì)算出該面積的流量。
在實(shí)測(cè)斷面部分,是根據(jù)實(shí)測(cè)的水深、測(cè)船航行的距離、和剖面的平均流速計(jì)算出該部分的流量。在測(cè)量過(guò)程中,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)補(bǔ)償測(cè)船在航行中航跡的方向和航速改變引起的偏差。
另外,還需要指出的是,計(jì)算機(jī)和手機(jī)的軟件在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中,可以監(jiān)視測(cè)量的每一步,并自動(dòng)計(jì)算流量。
請(qǐng)輸入賬號(hào)
請(qǐng)輸入密碼
請(qǐng)輸驗(yàn)證碼
以上信息由企業(yè)自行提供,信息內(nèi)容的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和合法性由相關(guān)企業(yè)負(fù)責(zé),化工儀器網(wǎng)對(duì)此不承擔(dān)任何保證責(zé)任。
溫馨提示:為規(guī)避購(gòu)買(mǎi)風(fēng)險(xiǎn),建議您在購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品前務(wù)必確認(rèn)供應(yīng)商資質(zhì)及產(chǎn)品質(zhì)量。