1、12河流断面监测实验报告一. 实验目的及要求1. 掌握采样河流断面、河深、流速和流量等水文参数的测量方法。2. 学会对河流断面的监测，会使用河流断面测速仪,并掌握测速仪的原理。3. 掌握河流监测的一般流程，了解河流现状。二. 实验原理1. 测速仪工作原理当水流作用到仪器的感应元件-旋转杯时,由于左右两边的杯子具有凹凸形状的差异,因此压力将不等,其压力差即形成了一转动力矩,并促使旋杯旋转。水流的速度越快,旋转的速度也越快;他们之间存在着一定的函数关系。此关系是通过检定水槽的实验确定的。每架仪器检定的结果,均附有检定的公式。本实验仪器公式如下:V= K n + C 式中 V流速(米/秒)n杯旋转率
2、,等于转杯总数“N”与相应的测速历时“T”之比(1/秒)K水力螺距(米),本仪器为 0.7626C仪器常数(米/秒),本仪器为 0.00662.流速的测流与计量方法水流速度的测量,实际上是测量在预定时间内旋杯被水流冲击时所产生的转数。旋杯的转数系借助于仪器的接触机构转换为电脉冲讯号,经由电线传递到水面部分的计数器。旋杯每转 1 转,接触机构接通电路一次,集数器即发出一次讯号。测量者统计此讯号数“N”和相应的测速历时“T”,据此,即可按上式计算水流速度。三. 实验仪器测速仪（LS78 型旋杯式流速仪）秒表、卷尺、拉绳、水平尺、粉笔四. 实验步骤31.测断面和采样点的位置的确定（1） 选择有桥的河
3、流断面（2） 测量河流河面的宽度（3） 根据河宽设置采样点的位置和数量，并做记录采样点的位置和数量的设定依据为：位置 河宽1500m 时，至少要设置 5 条等距离的采样垂线数量（每条垂线上）当水深5m 时，只在水面下 0.30.5m 处设一个采样点当水深 510m 时，在水面下 0.30.5m 处和河底以上 0.5m 处各设一个采样点当水深 1050m，设置 3 各采样点，即水面下 0.30.5m 处一点，河底以上 0.5m 处一点，水深 1/2 处一点当水深50m 时，要酌情增加采样点数目（为使试验精确度好，我们适当多设了几条垂线）（4） 安装好流速仪，测试旋杯旋转时，响铃次数是否正常，若一
4、直响，则要将传讯机构前端放电（5） 在各个采样点缓慢的放下流速仪，当流速仪刚接触水面时记录拉绳上的标度，在水面一下 0.30.5m 处测定水流速度，记录规定响铃次数的时间（6） 测完流速后继续缓慢放下流速仪，直至触到水底，记录拉绳上的刻度；两次刻度的差值即为河深 h（7） 重复步骤 5，6，在其它测定点继续测定时间和河深（8） 测量河宽,河宽 49.2m1. 设置采样点,本次采样分别在河流的 8m,16m,24.6m,33m 和 42m 处2. 连接流速仪4五. 实验结果及数据处理1. 河宽为 49.2m 即水面宽度小于 50m，采样时只需设一条中泓垂线，该垂线上河深小于 5m,采样时只需在水
5、面下 0.30.5m 处各设一个采样点。2. 数据整理(1) 按流速仪的校正公式 V=0.7626N/T+0.0066,计算各个测定点的流速，如下表:采样点位置(m)采样点深度(m)测速仪铃响次数(N)时间(s)采样点河深(m)流速(m/s)8 0.3-0.5 15 130 1.01 0.09516 0.3-0.5 20 51 2.52 0.30624.6 0.3-0.5 20 47 3.63 0.33133 0.3-0.5 20 65 3.10 0.24142 0.3-0.5 15 99 1.52 0.122(2) 按河深进行数据拟合，画出河流断面图河流坐标 m 0 8 16 24.6 33
6、 42 49.2河深 m 0 1.01 2.52 3.63 3.10 1.52 00, 08, 1.0116, 2.5224.6, 3.6333, 3.142, 1.5249.2, 000.511.522.533.540 10 20 30 40 50 60(3) 计算各断面的平均流速和面积同一断面左右两个测定点的流速的平均值即为该断面的平均流速，断面面5积分别按照三角形或梯形计算；同时按照公式：断面流量=断面流速河流断面面积计算出河流流量。如下表：断面编号 1 2 3 4 5 6断面流速（m/s）0.048 0.200 0.319 0.286 0.182 0.061断面面积 m2 4.04 14.12 26.45 28.27 20.79 5.47河流流量（m 3/s）0.19 2.82 8.44 8.09 3.78 0.33(4) 得出河流的流速流量如下：河流平均流速=0.219m/s河流流量=23.65m 3/s六 试验分析1所选河流为半人工状态的河流，流速比较小，流量不大；2试验过程完全按照试验步骤进行，了解了河流的基本参数，掌握了流速仪的使用方法；3基本掌握了基本的河流断面监测（包括流速、流量）实验操作，对本实验操作有进一步深入理解。
