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中华人民共和国水利行业标准堰槽测流规范发布实施中华人民共和国水利部发布中华人民共和国水利行业标准堰槽测流规范主编单位水利部水文司批准部门水利部实施日期年月日中华人民共和国水利部关于发布堰槽测流规范的通知水文号各省自治区直辖市水利水电厅局各流域机构部属勘测设计院根据原水利电力部年标准制修订计划由安徽省水文总站主编的堰槽测流规范经审定批准为水利行业标准并予以发布该规范的名称与编号为堰槽测流规范自年月日起实施该规范由水利部水文司负责解释请各单位在实施中注意总结经验发现问题及时函告主编单位并报告水文司本规范由水利电力出版社出版发行年月日目录第一章总则第二章堰槽设置与水头测量第一节堰槽设计第二节安装养护第三节水头测量第三章薄壁堰第一节一般规定第二节三角形形薄壁堰第三节矩形薄壁堰第四节梯形薄壁堰第四章宽顶堰第一节一般规定第二节圆缘矩形宽顶堰第三节锐缘矩形宽顶堰第四节形宽顶堰第五章三角形剖面堰和平坦形堰第一节三角形剖面堰第二节平坦形堰第六章长喉道槽第一节一般规定第二节矩形长喉道槽第三节梯形长喉道槽第七章短喉道槽第一节巴歇尔槽第二节孙奈利槽第八章末端深度法第一节一般规定第二节末端水深测量第三节流量计算第九章单次流量不确定度的估算第一节不确定度的估算方法第二节各项误差分量的不确定度估算第三节单次流量总不确定度的估算附录一计量单位和符号附录二各类堰槽的基本性能和适用条件附加说明堰槽测流规范第一章总则第条为了在中小河流或人工河渠上用堰槽施测流量特制定本规范第条本规范规定的各类堰槽适用于基本水文站实验站和灌排渠道的流量测验第条本规范对各类堰槽的结构和安装做了明确规定严格按规定建造的堰槽可按给定的公式计算流量其流量系数一般不需要进行检定当发现在结构和安装方面与规范规定有偏离应在现场用体积法或流速仪法等精确测定流量并与按公式计算的流量进行校验第条按本规范规定安装的堰槽应进行竣工测量经验收合格后方可使用第条本规范除采用国家标准中给出的有关名词和符号外还采用附录一中的名词和符号第二章堰槽设置与水头测量第一节堰槽设计第条堰槽设计前应对河段的自然特征和水文水力条件进行详细了解和实地勘测以便进行建堰的可行性研究和堰槽型式的选择勘测完毕必须编写勘测报告第条所选择的堰槽型要能满足兴建堰槽的主要目的其技术性能要符合河段的水文水力特性当河段条件不能全部满足测流要求时可进行人工改造各类堰槽的基本性能和适用条件见附录二第条应尽可能选用单一堰型来满足整个测流变幅的设计要求当堰槽应用条件受到限制时可采用复合堰组合堰或并列堰的形式进行低水衔接第条行近河槽应有足够长度的顺直段保证产生正常的流速分布水流必须呈缓流状态弗汝德数不应大于要求满足下列规定一行近河槽水头观测断面以上的顺直长度不应小于最大水面宽的倍当上游入口以上是弯道或有支流汇入时河槽的顺直段还应适当延长当用导流板或导流墙时其导流板墙与堰顶的距离不应小于设计最大水头的倍二当行近河槽上游坡度较陡有可能发生水跃时水跃至堰项的距离不应小于设计最大水头的倍三行近河槽上游进口收缩段应对称于河槽中心线建成弧形翼墙翼墙的曲率半径不宜小于翼墙下游的切点与水头测量断面的距离不宜小于四在有悬移质输移的河流上建堰要采取有效的防沙和清淤措施在有漂浮物的河流上建堰应在行近河槽以上建造拦污栅第条堰槽下游的扩散段除另有具体要求者外可采用扩散比不小于垂直于流向与平行于流向的长度比的渐变扩散形式在保证自由出流的条件下下游扩散段也可在允许范围内截短第条在有充分水头可利用的河槽上建堰宜设计成在整个测流变幅内都处于自由流状态下运用的水力条件在可利用水头有限的情况下可允许在低水头运用时呈淹没状态这时必须根据下游河槽的水位流量关系和所要求的测流幅度来确定适合的堰顶高和非淹没限堰槽测流规范第二节安装养护第条堰槽中心线应与河渠轴线完全重合两边呈对称布置垂直流向的堰板应竖直迎水壁面应光滑平整各部分装置应准确牢固且不致因水流和温度的变化而腐蚀变形第条应做好基础处理保证安装质量不致因各种原因发生倾覆滑动断裂沉陷和漏水的情况为防止可能发生的下游冲刷可建造消能池消能池以下的河床和岸边宜用块石护砌第条堰顶或喉道应经常保持良好的表面光洁度其距堰顶或喉道上下游各距离以内应平整光滑现场浇筑的堰槽其堰顶或喉道应采用优质水泥抹面或用优质不腐蚀材料整饰表面薄壁堰的堰口宜用工厂加工的整体金属构件或用不锈钢低炭钢或铸铁加工的堰板嵌于混凝土中薄壁堰的堰顶表面光洁度应相当于滚轧金属板或刨平砂磨并涂漆的木板的光洁度第条堰槽安装后要进行竣工测量经验收合格后方可使用各部位尺寸的允许偏差应符合下列规定一堰顶或喉道宽的允许偏差为该宽度的且最大绝对值不大于二堰顶或喉道的水平表面允许倾斜偏差为堰顶或喉道水平长度的的坡度三堰顶或喉道长度的允许偏差为该长度的四控制断面为三角形或梯形的横向坡度允许偏差为该坡度的五堰的上下游纵向坡度的允许偏差为该纵向坡度的六堰高的允许偏差为设计堰高的且最大绝对值不应大于第条堰槽在使用期间应注意养护防止损坏要有有效的防淤防腐防冻和防裂措施要经常检查校测防止变形保持各部位尺寸的准确和表面良好的光洁度当发生槽底淤积或堰顶上粘贴有漂浮物时应及时清洗第条有关堰槽的勘测报告设计任务书工程质量检查验收报告水头测量的仪器设备水准测量成果以及管理操作规程等应妥善保存建立档案以备查考第三节水头测量第条水头测量应在各类标准堰槽所规定的断面位置上进行上下游水头观测宜设置在堰槽的同一岸第条水头测量应尽可能采用自记设备当水头变幅小于或要求记测至的小型堰槽也可采用针钩形水位计只有在观测精度要求不高的特殊情况下方可设立直立式或其它形式的水尺进行人工测记第条采用浮子式自记水位计时除执行国家标准水位观测的有关规定外应特别注意一连通管的进水口应与行近河槽正交平接管口下边缘与槽底齐平连通管宜水平埋设接头处要严防渗漏管的内壁应光滑平整并做防护处理二连通管的进水口一般应设适合的多孔管帽以减弱水流扰动和防止泥沙输入但又要不致由此产生水流滞后现象三静水井口缘应超出最大设计水头井底应低于进水管下边缘四井口大小应与观测仪器和清淤要求相适应浮筒和平衡锤与井壁的距离不应小于堰槽测流规范二者也应保持适当的间隔第条应在堰槽附近的适当位置设立基本水准点用来测定水头零点的高程水准点高程可以假定也可以从国家统一的水准基面接测第条水头零点高程必须精确测定使不致产生水头计算上的系统误差控制断面为三角形的顶点高程和水平堰顶或槽底高程要采用不同方法在不同部位上多次测量取其平均值确定为避免表面张力和水面起伏度的影响任何堰槽均不得用静止水面间接推求水头零点高程第条自记设备应随时检查是否运转正常更换自记纸时应同时与校核水尺进行比测同时比测的水位差不得大于因测井内外水体密度差引起的水位差超过时也要进行滞后改正上下游水头观测的自记钟应严格对准不得产生计时差以确切反映瞬时上下游水位差第条在检查自记记录或人工观测水头的同时必须注意测记水流流态有无横比降回流漩涡河槽冲淤及泥沙和漂浮物等情况第三章薄壁堰第一节一般规定第条薄壁堰的堰板顶部厚度规定为堰顶向下游的倾斜面与堰顶的夹角不小于见图堰口宜用耐腐蚀的金属制作或涂上一层如油蜡或树脂之类的保护层以保持平整光滑小型薄壁堰可用整块钢板加工后在现场安装大型薄壁堰须在现场安装混凝土基座然后将加工好的堰板镶嵌在混凝土中第条水流通过薄壁堰应形成清晰的水舌从堰顶射出对无侧收缩的矩形薄壁堰可在堰顶下游两侧各开一通气孔保证水舌通气良好水流不宜挟带泥沙碎石和漂浮物下游尾水位至少要低于堰顶设计水头超过时需对下游河床进行砌护第条薄壁堰的水头测量断面设置在堰顶上游倍最大水头处当堰顶宽与行近河槽宽之比时行近河槽的长度至少应为槽宽的倍当时可适当缩短第二节三角形形薄壁堰第条三角形薄壁堰的堰体如图所示堰口的垂直平分线与河槽两岸等距堰口表面是平面与堰板的上游面相交呈锐缘堰板必须平整坚固且垂直于岸墙底堰口附近应加工到相当于辗平的金属板的光滑表面第条当行近河槽宽度与最大溢流水舌的顶部宽之比或者当最大水头与堰顶高之比时要求行近河槽必须光滑顺直且呈矩形堰槽测流规范第条本规范规定的三角形薄壁堰限于在或时的完全侧收缩条件下使用式中的为实测水头第条堰口角在之间的流量公式为式中流量系数有效水头考虑粘滞力和表面张力综合影响的校正值一关于和的计算当时可由图查出值当和值在图示范围内时为的一个定值当时和值可根据直接从图和图查得二公式的应用限制为当时和限制在如图表示的范围内应用对于的其它值不大于在之间堰槽测流规范表种特殊堰口角的流量系数表水头堰槽测流规范续表水头第条种有特殊几何关系的堰口角和的流量计算公式完全侧收缩为式中流量系数见表表中值可以内插式限制在和在的条件下应用第条当堰口角时也可用下列经验公式计算流量上式限制在和的条件下应用第三节矩形薄壁堰第条矩形薄壁堰的标准堰型如图所示矩形缺口与槽轴中心线对称堰板与河底边墙垂直堰顶和缺口两侧应光滑平整相当于轧制的薄金属板的表面宜用耐锈蚀的金属制作第条适用于任何值的流量计算公式为堰槽测流规范式中有效宽度有效水头其中和分别为考虑粘滞力和表面张力影响对和的改正值从图查得一般可取为的常值对不同值的流量系数值可按表所列公式求得对于的中间值可内插确定式限制在和的条件下应用第条仅适用于无侧收缩堰的流量计算公式为式中表矩形薄壁堰流量系数表式限制在和在的条件下应用第条凡符合规定标准建造的矩形薄壁堰流量系数的不确定度的置信水平当小于时不大于当在至之间时不大于当在至之间时不大于第四节梯形薄壁堰第条本规范规定的有侧收缩的梯形薄壁堰其断面边坡特定为垂直水平堰体的各部位几何尺寸关系见表符号代表意义见图堰槽测流规范表梯形薄壁堰各项几何尺寸关系表单位施测流量范围注未包括安装尺寸安装尺寸可按实际需要增加第条梯形薄壁堰的自由流流量计算公式为流量系数采用的常值式限制在和的范围内应用第四章宽顶堰第一节一般规定第条宽顶堰的应用范围除有特别规定者外其实测水头与沿水流方向的水平堰顶长度之比应在与之间第条宽顶堰的上下游水头测量断面应设置在距堰顶上下游处有关行近河槽堰体及下游河槽的安装要求应符合第二章的有关规定第二节圆缘矩形宽顶堰第条无侧收缩的圆缘矩形宽顶堰其堰顶上游进口和下游出口均为圆缘前缘进口处的圆半径不应小于堰顶水平长度不应小于且堰顶长与前缘半径之和也不应小于下游堰面既可做成竖直面也可做成斜面堰体的结构安装形式见图第条圆缘矩形宽顶堰的流量计算公式为堰槽测流规范对于具有良好光滑表面水泥抹面的建筑物流量系数可用下式计算行近流速系数可从图中直接查算其中是矩形行近河槽过水断面面积即第条圆缘矩形宽顶堰仅适用于自由流自由流可按以下条件判别一且堰槽测流规范二且三且上述是下游河底高程以上的堰顶高为实测下游水头第条圆缘矩形宽顶堰限制在以下条件使用一既不能小于也不能小于二三四堰高堰宽既不能小于也不能小于或第条当施工质量完全符合标准要求时流量系数或的不确定度可由下式求得第三节锐缘矩形宽顶堰第条无侧收缩的锐缘矩形宽顶堰的堰顶上游进口为直角其结构安装形式见图水平堰顶和上下端垂直面应光滑平整第条锐缘矩形宽顶堰的流量计算公式为式中流速流量组合系数由表查取堰槽测流规范表流速流量组合系数值表注应用范围限制在粗线框内的数值表中给出的值既适用于的条件也适用于的范围系数的不确定度约为第条锐缘矩形宽顶限于在自由出流状态下应用根据和值可由图判别自由出流和淹没出流的界限第条锐缘矩形宽顶堰限制在和的条件下应用堰槽测流规范第四节形宽顶堰第条形宽顶堰适用于落差较小的河渠既适用于自由流也适用于淹没流堰体布置见图第条堰体尺寸的选择和有关技术要求应符合下列规定一堰体上游拐角处要修圆其圆半径可在之间选择二为使堰顶流线近似水平堰顶长度既不应小于也不应小于三在满足最小过水流量所需精度的要求下堰顶角可在之间选择四当形堰口与竖直边墙相接而形成已满流时则堰口与边墙连结处的上游拐角也要修圆其圆半径在之间第条未满流的流量计算公式为流量系数可从图中根据和值查取行近流速系数按图查得未满流允许在淹没出流情况下运用非淹没限采用淹没系数可根据从表查得堰槽测流规范表形宽顶堰淹没系数表第条未满流流量计算公式的应用限制为一水头既不能小于和也不能小于二水头的上限应符合和