二线能坡法测流规程.doc

1、ICO xxxxxxxx xx备案号：xxxxx-xxxx SL中华人民共和国水利部行业标准SL xxx-xxxx二线能坡法测流规程Flow Measurement Standards for Two-verticsl Energy Slope Method （ 征求意见稿 ）2009-xx-xx 发布 2010-xx-xx 实施中华人民共和国水利部 发布中华人民共和国水利部关于批准发布二线能坡法测流规程SL x2010 的通知水国科2010xx 号部直属各单位，各省、自治区、直辖市水利（水务）厅（局） ，各计划单列市（水务）局，新疆生产建设兵团水利局：经审查，批准二线能坡法测流规程为水利行业

2、标准，并予发布。标准标号为 SL xxxxxxx。本标准自 2010 年 X 月 X 日起实施。标准文本由中国水利水电出版社出版发行。二一年 x 月 x 日前 言随着经济社会的快速发展，河道内相继修建了大批的涉水工程，包括各类水利水电工程、城市供水及生态景观工程等，与此同时，河道整治、采砂等人类活动影响也显著加强，所有这些，都会改变河道原有的水流条件，水文站的流量测验尤其是中、低水流量测验受到影响，常规的流量测验方式方法已难以满足流量测验的要求。为了逐步解决受涉水工程及人类活动影响条件下的水文测验特别是流量测验问题，应用新技术及新仪器设备，研制先进适用的流量测验方式方法（或测流系统、计算模型）

3、 。二线能坡法测流技术为受涉水工程影响等条件下的流量测验提供了解决的技术途径。根据水利部标准水利技术标准编写 （SL 12002）,制订二线能坡法测流规程 。二线能坡法测流规程共 4 章 11 节和 1 个附录，主要技术内容有：二线能坡法适用条件要求二线能坡法河段选择、垂线布设及测量技术要求二线能坡法流量计算方法仪器的选择与安装技术要求本标准批准部门：中华人民共和国水利部本标准主持机构：水利部水文局本标准解释单位：水利部水文局本标准主编单位：湖北省水文水资源局本标准参编单位：长江水利委员会水文局湖南省水文水资源勘测局黑龙江省水文局河南省水文水资源局 本标准出版、发行单位：中国水利水电出版社 本

4、标准主要起草人： 本标准审查会议技术负责人： 本标准体例格式审查人：目 次1 总 则 .12 基本规定 .12.1 应用 .12.2 测验河段选择 .22.3 垂线布设 .32.4 实测流速垂线确定及测量方法 .33 流量计算 .43.1 虚拟流速计算 .43.2 糙率计算 .73.3 能坡计算 .103.4 流量计算 .113.5 精度要求 .124 仪器的选择及安装 .134.1 仪器选择 .134.2 安装方式 .1311 总 则1.0.1 为规范二线能坡法流量测验与分析计算等方面的技术要求，保证流量测验成果质量，制定本标准。1.0.2 本标准适用于测验河段断面基本稳定或有冲淤变化但冲淤

5、基本平衡的天然河流、人工河渠的流量测验。1.0.3 本标准中的二线能坡法测流是指：通过实测断面中泓两侧的两条垂线流速，按本标准规定的步骤计算断面流量的方法。方法介绍见附录 A。1.0.4 采用二线能坡法测流的水文站，应通过比测或历史资料分析检验，并经流域水文机构或省级水文管理机构审查批准后方可应用。1.0.5 本标准引用的主要标准有：河流流量测验规范 （GB50179-93）水文巡测规范 （SL195-97）水文资料整编规范 （SL247-1999）1.0.6 利用二线能坡法流量测验除应符合本标准规定外，还应符合国家现行有关标准的规定。2 基本规定2.1 应用2.1.1 本方法适用于：测验河段

6、断面基本稳定2有冲淤变化但冲淤基本平衡的常规单次流量测验受涉水工程影响，需要通过连续流量测验洪水期或特殊情况下的应急流量测验2.1.2 二线能坡法是通过两条实测垂线流速获取垂线流速模型参数，把常规流量测验施测多条垂线流速变为计算多条垂线流速，通过流速面积法计算断面流量。2.1.3 利用二线能坡法在已知横断面（起点距及河底高程已知）上进行流量测验时，确定流量的误差所需要资料的收集和整理方法与流速面积法相同。2.1.4 可通过仪器选型、安装方式的变化，以及无障碍航行设计、防水面漂浮物设计、防损毁设计等，建立流量实时在线监测系统。2.2 测验河段选择2.2.1 测验河段选择应满足设站目的，保证测验资

7、料的精度，符合观测方便和测验资料计算整理简便的要求。2.2.2 测流河段宜顺直、稳定、水流集中，无分流、岔流、斜流、回流、死水等现象。顺直河段长度应大于洪水时主河槽宽度的 3 倍。2.2.3 在平原区河流上，要求河段顺直均整，全河段应有大体一致的河宽、水深和比降，单式河槽河床上宜无水草丛生。2.2.4 测验河段应选在河槽的底坡、断面形状、糙率等因素比较稳定和易受河槽控制的河段。河段内无巨大块石阻水，无巨大旋涡、乱流等现象。2.2.5 在潮汐河流上，宜选择河面较窄，横断面较单一，受风浪影响较小的河段。2.2.6 水库、湖泊出口站或堰闸站的测验河段应选在建筑物的下游，避开水流大的波动和异常紊动影响

8、。当在下游测验有困难而建筑物上游又有较长的顺直河段时，可将测验河段3选在建筑物上游。2.2.7 结冰河流的测验河段不宜选择在有冰凌堆积、冰塞、冰坝的地点。2.3 两条垂线布设及流速测量2.3.1 两条流速垂线位置不应选择岸边和中泓，分别选择在距左、右岸约 1/4 水面宽处为宜。2.3.2 水位变幅较大的深槽式河道，可选择固定起点距的两条垂线。2.3.3 河道水面宽变化较大时，可选择非固定起点距的两条垂线。2.3.4 垂线流速测量方法1 多点法：沿每条垂线自水面至河底之间，布置一定数量的测点，对各测点的实测流速算术平均法或几何法计算出垂线平均流速。2 一点法：当垂线流速在纵向分布有较好规律呈指数

9、或抛物线分布时，可用任意一点法的实测流速计算垂线平均流速。一般相对位置 0.6 的流速系数为 1.0，水面流速系数在0.840.90 之间。3 垂线平均流速法：采用具有测量剖面垂线流速功能的仪器，直接测量垂线平均流速。2.4 计算流速垂线确定2.4.1 计算流量所采用的流速垂线条数应符合表 2.4.1 的规定：流速垂线条数表 2.4.1河宽（m） 5 510 10100 1004垂线数 10 20 30 502.4.2 一般情况下，流速垂线数的确定应使每一部分流量占总流量的比例一般不超过10%。2.4.3 垂线位置的确定要尽量选择能控制断面形状变化和流速沿断面横向变化分布的转折点。3 流量计算

10、3.1 虚拟流速计算3.1.1 断面分解按测流垂线的布设要求（如图： 3.1.1-1 所示） ，根据每条垂线的水深和所处的起点距位置，分解为若干个虚拟矩形和三角形断面。分解方法如下：垂 1垂 3 垂 5 垂 7垂 9垂 1 1 垂 1 3 垂 1 5 垂 1 7 垂 1 9 垂 2 1图 3.1.1-1 断面垂线布设情况1 图 3.1.1-2 为垂线 1 所对应的虚拟三角形（ AED） ，虚拟矩形（ABCD） 。5xB - xh 1ABE垂 1CD图 3.1.1-2 垂 1 虚拟断面分解图2 图 3.1.1-3 为垂线 9 所对应的虚拟三角形（ AED） ，虚拟矩形（ABCD） 。虚拟三角形均

11、应为最大有效过水面积，不能含有不透水面积，因此图中三角形的 ED 边只能与河底的F 点相切，而不能直接采用 EG 两点连线。h 4X 4h 4X B 4 - X 4 - X FABECG图 3.1.1-3 垂 9 虚拟断面分解图63.1.2 虚拟矩形断面垂线流速按下列公式计算3.1.2-12130)()(SRnaVll矩3.1.2-22130)()(rr矩式中： 、 流速垂线所对应虚拟矩形断面左、右两边的流速；)(lV矩 )(r矩、 流速垂线所对应虚拟矩形断面左、右两边的糙率；)(ln)(r、 流速垂线所对应虚拟矩形断面左、右两边的水力半径；)(lR)(r流速垂线所对应虚拟矩形断面流速修正系数

12、，见表 3.1.2；a初始能坡参数。一般取测验河段河床平均坡降。0S表 3.1.2 虚拟矩形断面流速修正系数宽深比 B/h 1 3 5 10 50 150 170流速修正系数 1.139 1.140 1.131 1.114 1.079 1.069 1.0683.1.3 虚拟三角形断面垂线流速按下列公式计算3.1.3-1213)()(ollSRnV三 角 形3.1.3-2213)()(orr三 角 形式中： 、 流速垂线对应虚拟三角形断面左、右两边流速；)(lV三 角 形 )(r三 角 形、 流速垂线对应虚拟三角形左、右两边边坡系数改正值，见表 3.1.3。)(l)(r表 3.1.3 虚拟三角形边坡系数改正值 表虚拟三角形边坡系数 m 5 10 20 30 40 50 60 70边坡系数改正 0.918 0.888 0.870 0.863 0.860 0.859 0.857 0.8563.1.4 不规则（实际）断面垂线流速按下列公式计算