流量監(jiān)測儀可以計(jì)算河流、小溪、溝渠、山泉等流動(dòng)水源的流量,單獨(dú)使用可以預(yù)估全年排量,探索季節(jié)變化對(duì)高山融雪的影響等,多用于生態(tài)、水文研究,水源開發(fā)等。配合其它水質(zhì)檢測和生物檢測儀器可以綜合評(píng)估該地區(qū)水源被污染的程度、凈化能力等。多用于環(huán)境生態(tài)檢測,污染物排放控制檢測。
通過速度傳感器,可以將其顯示在屏幕上。目前使用機(jī)械原理制成的流量儀并不太多,大多數(shù)儀器只能測量一點(diǎn)的流速,依次記錄后手工計(jì)算出流量。因此螺旋槳測量方法一般只在單獨(dú)測量流速時(shí)使用。測量結(jié)果更加的是利用多普勒原理制成的超聲波或激光流速計(jì),傳感器發(fā)出超聲波或激光遇到水流反射,如果水流速度較快,則反射波的頻率較高,進(jìn)而測出流速。使用多普勒原理制成的儀器計(jì)算功能比較強(qiáng)大了,一般支持流量測量,更有甚者用戶可以選擇不同的流速、流量測量方法進(jìn)行加權(quán)計(jì)算,使結(jié)果更符合實(shí)際情況。
水流速度的測量
測量流速時(shí),要根據(jù)實(shí)際水流狀況和風(fēng)向選取合適的測量方法,在一個(gè)橫斷面上取多點(diǎn)進(jìn)行測量。只有流速測量結(jié)果正確時(shí),流量才能近似等于實(shí)際情況。如果流速偏差很大,則流量計(jì)算也沒有實(shí)際意義。
先來考慮不同深度水流速度的變化情況。在無風(fēng)和水流逆風(fēng)流動(dòng)的情況下,河道中水流的速度類似于下圖的曲線。因?yàn)榭諝夂湍嗌车淖枇κ沟盟婧退椎牧魉俣茸兟?,河道中部的水流速度快。此時(shí)測量水流速度時(shí)推薦使用0.2/0.8法[1],原因是水流平均速度出現(xiàn)在A、B兩點(diǎn)。則后得到的流速值偏大。
橫截面積的估算
一般來說對(duì)于河道,越向中心深度越大,因此大致可以認(rèn)為河道橫截面為梯形。對(duì)于山泉?jiǎng)t可以用長方形截面近似代替。而如果需要測量不規(guī)則的池塘或溝渠則需要取不同點(diǎn)的深度進(jìn)行估算。
在實(shí)際情況中,中間值法一般用于山泉溪流的流量測量,因?yàn)檫@些水源深度較淺,寬度適中,流速較大,可以獲得很準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)。
測量河道流速時(shí),如果河流深度較淺,底部沒有淤泥,測量人員可以達(dá)到河道中央時(shí),也可以使用中間值法進(jìn)行測量,計(jì)算流量。但是如果河道較深較寬,底部有淤泥或沒有橋梁時(shí),使用中間值法測量非常麻煩,不但需要測量大量流速數(shù)據(jù),有時(shí)甚至需要借助小船才能到達(dá)河道中央,又因?yàn)榇w不斷運(yùn)動(dòng),流速測量值也不準(zhǔn)確。此時(shí)只能使用上述方法進(jìn)行估算。
流量的測量一直是一個(gè)比較困難的課題,因?yàn)槠錅y量方法比較單一,只能通過流速計(jì)算,是一個(gè)間接值,而流速又受各種環(huán)境和測量方法的影響。面對(duì)復(fù)雜情況,往往沒有條件使用中間值法測量,此時(shí)要對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行近似處理。近似的方法有多種多樣,上述方法只是其中之一。隨著測量經(jīng)驗(yàn)的不斷增加,和對(duì)大量數(shù)據(jù)的歸納總結(jié),久而久之能夠形成一套應(yīng)對(duì)不同情況的近似計(jì)算方法。