SL 20-1992 水工建筑物测流规范

中华人民共和国行业标准PSL20—92水工建筑物测流规范SL20—92Measurementofdischargebyhydraulicstructures1992—05—06发布1992—07—01实施中华人民共和国水利部发布主编部门：山东省水文总站批准部门：水利部页码，1/99中华人民共和国行业标准2007-08-10文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ目次第一章总则第二章设施布设与观测第一节测验断面布设第二节观测设备的安装第三节高程、断面、建筑物尺度测量第四节水位、水头观测第五节闸门开启高度和开启孔数观测第六节流态观测与判别第三章流量系数率定、综合和检验第一节流量系数现场率定第二节流量系数综合第三节模型试验和经验流量系数的应用第四节流量系数检测第五节流量系数检验第四章堰流流量推算第一节自由堰流第二节淹没堰流第三节感潮堰流页码，2/99中华人民共和国行业标准2007-08-10文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ第五章孔流流量推算第一节自由孔流第二节淹没孔流第六章隧、涵洞流量推算第一节有压、半有压自由管流第二节有压、半有压淹没管流第三节无压管流第四节进口段设置有压短管和闸门的无压自由管流第七章水电站和电力抽水站流量推算第一节水电站流量推算第二节电力抽水站流量推算第八章流量测验不确定度估算第—节—般规定第二节流量测验误差来源第三节单项不确定度估算第四节—次流量推算值综合百分不确定度估算附录—量的符号与计量单位附录二测验表式和填表说明附录三弧形闸门垂直开启高度换算方法附录四堰流流量系数计算方法和图表附录五管、洞临界坡计算和流量系数查算表附录六流量不确定度估算实例附加说明第一章总则第1.0.1条为了给利用已建的水工泄水建筑物施测流量提供技术标准，保证成果质量，特制定本规范。第1.0.2条凡使用以下类型的水工建筑物测流者，均应遵守本规范。第1.0.3条本规范中有关水文测验的术语、符号和含义，均遵守国家标准GBJ95—86《水文测验术语和符号标准》中的规定。本规范专用术语和符号规定如本规范附录一所示。流量测验的基本要求和率定流页码，3/99中华人民共和国行业标准2007-08-10文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ量系数的流速仪法测流、水位观测、普通测量，应遵循国家标准GBJ138—90《水位观测标准》及现行河流流量测验规范的有关规定。流量系数关系线(式)的检验，可参照《水文年鉴编印规范》SD244—87中的有关规定。第1.0.4条用于测流的标准型式水工建筑物，其边界条件和水力条件应符合下列要求。一、堰闸、无压洞、涵等过水建筑物能对水流产生垂直或(和)平面的约束控制作用，形成水面明显的局部降落，产生一定的水头或水头差。遇有淹没出流时，建筑物上下游的水头差不应经常小于0.05m。淹没度(h1/H)不应经常大于0.98。二、堰闸、无压洞、涵等过水建筑物的上下游进出口和底部均不能有明显影响流量系数稳定性的冲淤变化和障碍阻塞。三、位于河渠上的堰闸进水段，应有造成缓流条件的顺直河槽。河槽的顺直段长度不宜小于过水断面总宽的3倍。有淹没出流的堰闸，下游顺直河段长度不宜小于过水断面总宽的两倍。第1.0.5条确定水工建筑物流量系数有现场率定、模型试验、同类综合和经验系数等方法。采用哪种方法确定流量系数，应根据建筑物条件、资料精度要求及经济效益等综合考虑。一、设于水工建筑物处的基本水文站以及资料精度要求较高的专用水文站，都应现场率定流量系数。二、非标准型式的水工建筑物，根据实际情况，对流量系数进行现场率定，或直接用实测水力因素和流量建立关系，推求流量。三、水库基本水文站或重要专用水文站的溢洪闸、分洪闸由于溢洪的机遇很少，难以取得现场率定的流量系数资料，但符合第1.0.4条标准型式水工建筑物的要求条件时，均可应用模型试验、同类型综合的流量系数或直接应用本规范推荐的经验流量系数推求流量。四、设在水工建筑物处的一般专用水文站、辅助水文站和进行水文调查的堰闸等建筑物，如符合第1.0.4条的要求，或不具备现场率定流量系数的条件，均可用同类型综合流量系数或本规范推荐的经验流量系数推求流量。无论用哪种方法确定的流量系数，当应用一定时间以后，只要有条件都应检测原流量系数。第1.0.6条根据基本水文站的类别，流量测验精度应按照现行河流流量测验规范中的规定分为三类。根据工程和测验条件不同，流域机构或省级主管部门可对各站的精度类别作适当调整。对于一般的专用水文站、辅助水文站和水文调查点均可遵照现行河流流量测验规范中规定的第三类精度要求执行。第1.0.7条设于水工建筑物处的水文测站，必须对建筑物的型式、结构、水力特性及边界条件等作详细调查了解，搜集有关资料，编制“考证簿”，作为技术档案长期保存。考证簿应固定格式。编好后，如工程型式、结构、标准、水力特性及边界条件等发生变化，或上下游河槽、水准点、基面、断面、测验设施发生变化，都应对考证簿进行补充修订。水文站每10年(公历逢5年份)应对考证簿进行一次全面检查和补充修订。并应将旧考证簿作为技术档案保存。考证簿的表式内容和填制要求见本规范附录二。第二章设施布设与观测第一节测验断面布设第2.1.1条堰闸水尺断面应按下列要求布设：一、河、渠堰闸上游基本水尺断面应设在堰闸进口渐变段的上游，其距离应根据表2.1.1确定。表2.1.1上游基本水尺断面距堰闸距离页码，4/99中华人民共和国行业标准2007-08-10文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ当堰闸上游水流受到弯道、浅滩等影响可能产生横比降时，则应在两岸同一断面线上分别设立水尺。二、水库溢洪闸(道)上游基本水尺断面，应根据下列情况布设：1.当堰闸上游进水段长度超过表2.1.1的规定时，则按表2.1.1的规定设立闸上游水尺断面。2.当堰闸进口前为开阔水面(如湖泊或水库)，如坝前水尺距堰闸较近(不宜超过500m)，且水流不受阻隔时，可用坝前水尺代替堰闸上游水尺。3.当堰闸上游虽无顺直进水段，坝前水尺距堰闸较远(超过500m)，坝前水位对堰闸出流反映不灵敏时，则应在堰闸上游进口附近、避开堰闸引起的壅水或跌水影响处，设立专门的上游水尺。三、堰闸下游水位有独立使用价值的，应设立下游基本水尺断面。断面位置应设在堰闸下游水流平稳处，距消能设备末端的距离，应不小于消能设备距堰闸距离的3倍。当测流断面设在堰闸下游时，可将下游基本水尺断面与测流断面重合设立。四、有淹没出流的堰闸，应在闸后淹没水跃区附近设立堰闸下辅助水尺。当设置有困难时，可用堰闸下游基本水尺代替观测。五、当流速仪测流断面与堰闸上下游基本水尺断面相距不远时(两处水位差不大于1cm)，可用堰闸上下游基本水尺代替；如两断面相距较远，则应专门设立测流断面水尺。第2.1.2条隧洞、涵洞(管)水尺断面按下列要求布设：一、洞上游基本水尺断面应设在进水口附近水位平稳处。建筑物进水口附近如已设有其它用途的水尺，则可借用。二、有淹没出流的隧洞、涵洞，应在洞口附近水流平稳便于观测处，设立下游辅助水尺。第2.1.3条水电站、电力抽水站水尺断面应按下列要求布设：一、水电站、电力抽水站：站上水尺断面应设于建筑物进水口附近水流平稳便于观测处。站下水尺断面应设于建筑物出水口附近水流平稳便于观测处。二、属于下列情况的水电站和电力抽水站可以不设站下水尺：1.计算水头用站上水位减喷嘴中心高程的冲击式水轮机电站。2.出水管口位于水面以上，用管口中心高程减站上水位计算扬程的电力抽水站。第2.1.4条流速仪测流断面应按下列要求布设：一、为对流量系数进行现场率定和检验，应在泄水建筑物的上游或下游附近设立流速仪测流断面。二、流速仪测流断面，宜设在建筑物下游河(渠)道整齐、顺直，水流平稳的河(渠)段上。测流断面距消能设备末端的距离应不小于消能设备距堰闸距离的5倍。三、当在建筑物下游选择不出适宜的测流断面时，则可在建筑物上游的适宜位置，设立测流断面，并应符合以下要求：1.建筑物上游应有足够长度的顺直平缓河段，流速分布正常，处于缓流状态，顺直河段长度，一般应不小于过水断面总宽的3倍。当堰闸宽度小于5m时，顺直河段长度应不小于最大水头的5倍。2.无闸门的堰，测流断面设于堰上游水流平稳处，与堰进口的距离，应不小于水尺断面至堰的距离。高堰则应避开堰坎对断面垂线流速分布的影响。3.有孔流出现的堰闸，测流断面距闸的距离要远一些，要避开闸门阻水对断面流速分布的影响。4.当闸门经常处于小开度运用，闸前水深较大，流速很小，流速仪难以测定流速时，则不宜将测流断面设于闸上游。页码，5/99中华人民共和国行业标准2007-08-10文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ÿ在堰闸上游测流时，要特别注意安全，一般不宜用船测流。四、测流断面离开建筑物不宜过远，应避免区间分流或汇入以及河槽调节水量的影响。第二节观测设备的安装第2.2.1条观测闸门开启高度的设备应按下列要求安装：一、每孔闸门的上边，都应装置便于直接观读闸门开启高度的标尺。闸门开启高度观测标尺的零点，应从闸门关闭时的上边缘开始，向上刻划在闸墩壁上便于观测处，标尺应刻划至厘米，闸门上边缘应装有指针，与标尺刻划相切，对准读数，以保证观测精度。用钢丝绳悬吊的闸门，当用钢丝绳收放长度观测闸门高度时，应注意钢丝绳在开闸和关闸中由于受力不同而有伸缩，特别在关闸时由于钢丝绳的松弛，造成开启高度的观测误差要进行改正。二、弧形闸门的开启高度，应换算为垂直高度，换算方法见本规范附录三。三、用闸门开高指示器或自记仪器观测闸门开启高度时，要求指示器和自记仪能读到0.01m，并经常校正零点位置，以保证观测精度。四、水库输水洞、隧洞、涵洞设置的闸门多数在洞内，难以直接观测闸门的开启高度，可用柔性好的细钢丝绳，系在闸门上，同时用适宜重量的悬锤，将细钢丝绳吊在闸门启闭机房内的定滑轮上，另在悬锤的一旁设置观测闸门开启高度的标尺，标尺应刻划至厘米。当闸门启动时，悬锤下降的距离即为闸门的开启高度。用丝杠启闭的平板闸门，可在丝杠一侧竖立垂直标尺，在丝杠适宜部位设立固定指针，以观测闸门开启高度。第2.2.2条水位观测设备、水准点、测量标志等设施的设置要求，均应按照国家标准《水位观测标准》规定执行。第三节高程、断面、建筑物尺度测量第2.3.1条一般测量技术要求，精度指标，均应符合现行河流流量测验规范和水文普通测量规范的有关规定。第2.3.2条堰顶、闸(洞)底高程，水电站、电力抽水站出水管口中心高程，均用四等水准测量。高程测定以后，可根据情况，每隔5～10年复测一次，当有变动的迹象时，应随时复测，检验原用高程。高程测量记至0.001m，取用至0.01m。第2.3.3条水工建筑物上下游基本水尺大断面的测量次数要求：冲淤变化较大的河流，每年测量一次；河槽稳定的河流，其水位与面积关系点偏离曲线不超过±2％时，第3～5年测量一次；闸前后无冲淤变化以及无进水段的堰闸、隧洞、涵闸、水电站、电力抽水站等均可不进行大断面测量。第2.3.4条流速仪测流大断面和水道断面的测量次数，按现行河流流量测验规范规定执行。第2.3.5条建筑物过水断面宽度，应用钢尺往返精确测量，并分别测记其最高水头变幅内上、中、下三个部位的数值，取其平均数，测量误差要求控制在1/500以内。当堰闸单孔过水断面宽度大于10m时，绝对误差不超过0.0