明渠流量監(jiān)測系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

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1、明渠流量監(jiān)測系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)北京金水中科科技有限公司201年10月10日２６目錄一、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及組成二、明渠流量計(jì)的種類及選型（測流方法及選擇）(一)、明渠流量計(jì)的種類（明渠測流方法）1、水位法2、流速面積法3、兩種方法的比較(二)、明渠流量計(jì)的選型（測流方法選擇）1、寬度20米以上的寬淺渠道的測流方法選擇2、寬度20米以內(nèi)的窄渠道的測流方法選擇三、數(shù)據(jù)傳輸方案四、電源系統(tǒng)五、監(jiān)控管理軟件六、設(shè)備典型配置及預(yù)算附件:相關(guān)設(shè)備性能及技術(shù)指標(biāo)２６一、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及組成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖：其中：①流量計(jì)由水位流速傳感器與終端機(jī)（二次儀表）組成；②監(jiān)控管理軟件安裝于服務(wù)器上。③通訊儀器可選無線通

2、訊設(shè)備或有線網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備。④電源系統(tǒng)可采用民用供電系統(tǒng)或太陽能供電系統(tǒng)，也可使用電池供電。２６系統(tǒng)組成：①明渠流量計(jì)②通訊儀器③監(jiān)控軟件及服務(wù)器④電源系統(tǒng)２６二、明渠流量計(jì)的種類及選型（測流方法及選擇）（一）明渠流量計(jì)的種類（明渠測流方法）明渠測流方法從原理上可分為兩大類：水位法與流速面積法。水位法是通過測量量水建筑物的上游（或上、下游）水位并經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式或?qū)嶒?yàn)曲線換算成流量來實(shí)現(xiàn)計(jì)量的。流速面積法不需修建量水建筑物，通過測量過水?dāng)嗝婷娣e（實(shí)際上過水?dāng)嗝婷娣e是通過測量的水位來換算求得的）與斷面流速來求得流量。1、水位法水位法流量計(jì)實(shí)際上是水位計(jì)加輔助的工程建筑物的總稱?！ぽo助的工程建

3、筑物主要有：量水槽（巴希爾槽、無喉道量水槽等）量水堰（薄壁堰、三角堰、寬頂堰等）標(biāo)準(zhǔn)斷面（指順直的規(guī)則斷面）閘孔涵洞·水位計(jì)主要有：超聲波水位計(jì)（接觸式式）超聲波水位計(jì)（非接觸式式）浮子式水位計(jì)壓力式水位計(jì)雷達(dá)水位計(jì)磁伸縮水位計(jì)水尺（人工讀數(shù)）２６一般講如果是自由出流，用一個(gè)上游水位就可通過公式換算或查曲線求得流量，如果是淹沒出流，則需要上下游兩個(gè)水位。在精度方面，由高向低排列如下：類型精度自由出流薄壁堰2%自由出流寬頂堰3%自由出流巴希爾槽3%自由出流無喉道量水槽3%-5%自由出流閘孔5%自由出流標(biāo)準(zhǔn)斷面10-20%淹沒出流薄壁堰20%淹沒出流寬頂堰25%淹沒出流巴希爾槽25%淹

4、沒出流無喉道量水槽25%淹沒出流閘孔20-30%淹沒出流標(biāo)準(zhǔn)斷面30%（上述精度是渠道小于5米且流態(tài)較穩(wěn)時(shí)的理論精度，渠道越寬精度越低）２６2、流速面積法流速面積法流量計(jì)主要通過測流速及水位來計(jì)算求得流量，主要有：①超聲波時(shí)差法測量線流速，分單聲道法與多聲道法。②超聲波多普勒法測量局部面流速，分為ADCP法（適合寬渠道，有固定與走航式兩種。）與普通多普勒法（適合寬20米內(nèi)渠道）。③電磁法測量點(diǎn)流速，分為單點(diǎn)法與多點(diǎn)法。④流速儀法測量點(diǎn)流速，人工手動(dòng)測量。按渠道寬窄具體使用以下方式：·窄渠道（一般寬度在20米以下）：普通多普勒法（縱向發(fā)射）精度2%時(shí)差法流量計(jì)精度2%電磁流量計(jì)精度5

5、%流速儀法（一般是手動(dòng)測量，比較可靠，現(xiàn)場率定用。）·寬渠道：固定ADCP法（橫向發(fā)射）多普勒走航式明渠流量計(jì)時(shí)差法明渠流量計(jì)流速儀法（２６一般是手動(dòng)測量，比較可靠，現(xiàn)場率定用。）3、兩種方法比較水位法是通過測量量水建筑物的上游（或上、下游）水位并經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式或?qū)嶒?yàn)曲線換算成流量來實(shí)現(xiàn)計(jì)量的。因此水位法流量計(jì)需要修建量水建筑物，且精度不高，當(dāng)渠道沿程水頭差較小時(shí)，量水建筑物會(huì)產(chǎn)生水頭損失而影響渠道過水；另一方面當(dāng)量水建筑物下游附近建有閘門等擋水建筑物時(shí)會(huì)在量水建筑物處形成淹沒出流，此時(shí)測量精度會(huì)大幅下降。水位法一般應(yīng)用于寬度比較小或流量比較小的渠道，渠道寬度超過1米時(shí)，量水建筑物造價(jià)

6、會(huì)增加很多，而此時(shí)不做量水建筑物直接用渠道的水位流量經(jīng)驗(yàn)關(guān)系曲線測流時(shí)精度會(huì)很低。流速面積法則不需修建量水建筑物，通過測量過水?dāng)嗝婷娣e（實(shí)際上過水?dāng)嗝婷娣e是通過測量的水位來換算求得的）與斷面流速來求得流量，并且精度高，且不受下游頂托水的影響。流速面積法流量計(jì)主要有超聲波時(shí)差法流量計(jì)與超聲波多普勒法流量計(jì)。由于超聲波時(shí)差法流量計(jì)與超聲波多普勒法流量計(jì)過去主要以國外產(chǎn)品為主，國內(nèi)幾乎沒有同類產(chǎn)品，因此造價(jià)很高，一般在主要干渠及重要支渠上安裝此類產(chǎn)品，斗口很難普及，一般均以水位法流量計(jì)（水位計(jì)+量水建筑物）作為斗口計(jì)量的主要設(shè)備。由北京金水中科科技有限公司開發(fā)生產(chǎn)的HOH-L-01型超聲

7、波多普勒流量計(jì)，在技術(shù)性能與國外同類產(chǎn)品一樣的情況下，極具價(jià)格優(yōu)勢，特別是當(dāng)渠道寬度較大時(shí)，其２６價(jià)格低于水位計(jì)與量水建筑物的造價(jià)之和，因此明渠流量計(jì)可首選HOH-L-01型超聲波多普勒流量計(jì)。（二）明渠流量計(jì)的選型（測流方法選擇）1、寬度20米以上的寬淺渠道的測流方法選擇渠道寬度在20米以上時(shí)，水位法誤差會(huì)很大，因此只能采用流速面積法測流。可選用的流速面積法目前主要有以下四種方法：①固定ADCP法（橫向發(fā)射）②多普勒走航式明渠流量計(jì)③時(shí)差法明渠流量計(jì)④流速儀法（一般