8-1 水环境要素的认识与观测在线视频

各位同学大家好

今天我们讲跟地表水调查相关的一些内容

首先我们讲一下河流流量测量的一些方法

第二部分我们再讲地表水水质监测

和采样的一些方法

首先看一下流量测量

流量测量我们可以分为这几种方法

比方直接测量法

间接测量法

实际上直接测量法里面还包括一种水工结构法

直接测量法我用的最多的就是流速仪法

用流速仪我们先测出来某一点流速

然后再把断面形状测量出来

最后把流量测出来

还有一种是漂浮法

漂浮法是我们可能去野外调查的时候

或者仪器坏了

或者说我们没带仪器

我们可以用一个漂浮扔到水里

然后看它的表面的流速

第三种方法就是失踪剂法

我们在水里放了一些失踪剂

这个失踪剂可能是一种特征的物质

我们在下游的某个地方再把水取出来

测一下示踪剂的浓度

然后我们再根据我们倒的是失踪剂的数量

这样话可以求出来我们最终的流量

然后还有一种是超声波法

这个是现在用的比较多的

比方说现在有ADCP叫做多普勒流速仪

这样它可以把我们整个河流断面的

每一点的流速都测出来

然后再积分把流量算出来

还有一种是电磁法

电磁法大多数在比如说一个固定形状的河道

或者说管道里面用的比较多

还有一种水工结构法

比方文丘里管

我不知道咱们大家学过水利学是吧

我们知道用文丘里管或者用个V形堰这些

通过它的一些特征

我们可以计算出来流量到底有多少

如果你参观过污水处理厂

污水处理厂的出口

大多数是建一个文丘里管

用文丘里管它可以测出来污水处理厂出水的流量

但是在我们在野外的话

这种方式可能用的比较少

只是可能你在某些小的溪流

你可以稍微的改变一下形状

把它的流量测出来

还有一种是间接流量法

你比方说你知道了某一个地方的水位和流量关系

你可能只需要测出它的水位

然后就可以把流量给计算出来

但是这个需要前面那些关系的推算

或者说一些实测的其他的数据

我们介绍几个常用的一些方法

比方流速仪法这个用的最多的

就目前为止

其他国家甚至说我们国家水文站

他们测流用的最主要的方法还是流速仪的方法

他们一般都是在河流里面会设一个断面

这个断面按照规则测几个点的流速

然后用流速再算出来断面的流量

它的原理是什么

我们先看一下几个不同形状的断面流速分布

这里面有些小的数字指的是

流速在一个断面里面的分布

就每一种形状水从里面流过的时候

都有类似这样的特点

我们根据这个特点

在不同的地方测它不同的流速

我们可以求出平均流速

比方说它水深小于0.6米的时候

就是这个情景

我们只需要测水面以下

就是平均深度0.6的平均深度这个地方

那个位置的流速

基本上可以当成是我们断面上的平均流速

如果水深是在0.6米到2米之间

我们需要测两点

一个是水下0.2深度和0.8深度

这个0.2 0.8不是米也不是厘米

是指的是水深的深度

比方你的水深10米也就0.2就是水下2米

0.8就是水下8米

然后如果水深大于2米的话

我们需要测这样三点

然后给它这样再换算

如果这个河道非常大

我们需要给它做很多的单元

在每个单元上我们在重新测各个点的流速

你需要测一点就量一点

两点就两点三点就三点

这样的话在最终把断面的流量算出来

这是我们用的最多的流量计算的方法

还是刚才跟大家说的

就是我们现在水文系统到目前为止用的

标准的方法都是这个方法

但是水文局现在他们很多地方

也都配备了ADCP多普勒流速仪他们也测

但是现在我们国家报送的还是用这样的方法

再讲一个就是漂浮法

我们如果去野外监测

很多时候我们可能没准备测流量

但是我有的时候发现

测一个流量可能很有意义

或者说我即便我带了流量仪但是坏掉了

现在如果没有这个数

对我的分析可能会有比较大的影响

可以弄一个漂浮扔到水里面

然后我再有一个尺子

我量一量单位时间它到底流动了多少

这样的话我可以把水面的表面流速算出来

因为我们学过水利学

我们知道如果风速不是特别大的话

它是有一个曲线的

就是从水底到表面大概服从一个什么样的规律

我们这样的话我们通过表面流速

也基本上可以把平均的流速推求出来

当然漂浮有不同的种类

就是我们也可以用泡沫塑料扔进去

泡沫塑料可能风一吹容易飘走

或者说受风的影响比较大

就是你如果用个橙子或者橘子扔进去

这是一个比较好的漂浮或者用别的水果也行

用这个首先比较显眼

另外一个它在水里面

它基本上是随着水流动的

如果你有点风了吹动对它影响不是特别大

所以我们找一个合适的漂浮物来

推算我们表面的流速

当然算出流速并不是说我们把流量就算出来

因为你还要测算河床的形状

根据河床的形状再计算出来最后的流量

目前来讲最先进的方法就是多普勒流速仪

咱们学院应该也有一台或者两台这样的仪器

这个仪器是什么

它上面是靠这个装置发射声波

发射声波的话它可以把下面的流速测量出来

这个装置是一点的

它可以把下面这个点上一条线上

每个点的流速都算出来

你把这个小船从这侧拉到这侧

断面上的流速

就每一点的流速都可以算出来了

这样的话再根据面积再做积分

就可以把断面上的流量算出来

当然也有更高级的了

带侧扫功能的

放到这你都不用再来回再拉

它可以再左右侧扫

测扫完以后它可以把流量测出来

但是它有一定的角度，一般的60度

60度以内的它就可以把这个扇形段面上

流速分布就可以算出来

这是我们用的几种常规的测流量的方式

当然也有刚才跟大家说的文丘里管这样

这就是一个文丘里管

我倒不太确定这个是一个什么装置上面的

一般的现在用的多的比如污水处理厂

水量流过来通过文丘里面的形状

加上水位的一些信息我们可以推算出流量

之前我们如果学水力学

你可能也之前也接触过这样的公式

到底我们需要测的什么参数

通过文丘里管可以算出来它的流量

但这个也可能是根管道

也可能是一个这样一个形状上面敞口的

好关于地表水流量监测的知识

我们现在就介绍到这里

大家可以回来看一下流量计

我们就讲到这里

谢谢大家