ICS 17.120 P 55 DB41 河 南 省 地 方 标 准 DB41/T 1974—2020 流量在线自动监测规范 2020 - 09 - 11 发布 河南省市场监督管理局 2020 - 12 - 11 实施 发 布 DB41/T 1974—2020 目 次 前言 ............................................................................... III 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 术语和定义 ........................................................................ 1 4 总则 .............................................................................. 1 5 流速测量 .......................................................................... 2 6 流量测验 .......................................................................... 3 7 比测 .............................................................................. 5 8 误差来源与控制措施 ................................................................ 6 9 数据采集与处理 .................................................................... 6 附录 A（规范性附录） 垂线平均流速分布模型推流 ........................................ 7 附录 B（规范性附录） 水工建筑物法、堰槽测流法及矩形渠道末端深度法 .................... 9 附录 C（规范性附录） 代表流速法参数率定及流量计算方法 ............................... 13 附录 D（规范性附录） 监测数据成果表和数据库表结构 ................................... 14 I DB41/T 1974—2020 前 言 本标准按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 本标准由河南省水利厅提出并归口。 本标准起草单位：河南省水文水资源局、河南省信阳水文水资源勘测局、河南省驻马店水文水资源 勘测局、河南省焦作水文水资源勘测局、河南省许昌水文水资源勘测局、河南省三门峡水文水资源勘测 局、河南省郑州水文水资源勘测局、焦作市水利勘测设计院。 本标准主要起草人：李斌成、王鸿杰、贺旭东、宾予莲、杜付然、薜运宏、李鹏、王冬至、姚广华、 郭二旺、黄振离、游巍亭、焦迎乐、陈宏立、王冰、司文青、陈楠、李继成、潘洪涛、孟春丽、郑仕强、 上官宗光、周迎颍、赵志鹏、谈兵、陶新红、周相丽、吕晶晶、杨启先。 II DB41/T 1974—2020 流量在线自动监测规范 1 范围 本标准规定了流量在线自动监测的总则、流速测量、流量测验、比测、误差来源与控制措施、数据 采集与处理。 本标准适用于河流、渠道水文断面的流量在线自动监测。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 14050 系统接地的形式及安全技术要求 GB/T 50095 水文基本术语和符号标准 GB/T 50138 水位观测标准 GB 50179 河流流量测验规范 SL 195 水文巡测规范 SL 537 水工建筑物与堰槽测流规范 SL 651 水文监测数据通信规约 3 术语和定义 GB/T 50095界定的术语和定义适用于本文件。 4 总则 4.1 一般规定 4.1.1 设置流量在线自动监测系统，所采用的技术方法和设备类型，应满足以下条件： a) 基于测验条件的适用性； b) 基于监测目的的有效性； c) 基于精度要求的可靠性。 4.1.2 选择测验河段应符合 GB 50179 的规定。 4.1.3 选择流速基本不受影响的位置安装流速传感器。 4.1.4 水道断面测量应符合 GB 50179 的规定。 4.2 方法选择 4.2.1 垂线平均流速分布模型法。适用于规则或常见几何形状的明渠断面，采用一条测速垂线的平均 流速，推算出断面上其他垂线平均流速，进而推算断面流量，见附录 A。 1 DB41/T 1974—2020 4.2.2 水工建筑物法。适用于自由堰流或自由孔流的水工建筑物，采用水位、闸门开启高度等水力因 素，经率定分析或经验公式确定流量系数，由工作曲线（拟合方程）计算流量。具体要求应符合 SL 537 的规定。 4.2.3 堰槽测流法。采用上游水头，经率定分析或经验公式确定流量系数，由工作曲线（拟合方程） 计算流量。具体要求应符合 SL 537 和附录 B 的规定。 4.2.4 末端深度法。适用于在渠底水平或平缓倾斜，渠底末端有跌坎，可形成自由射流的渠道。通过 测量末端水深可计算流量。具体要求应符合 SL 537 和附录 B 的规定。 4.2.5 代表流速法。适用于具有稳定的断面流速分布规律的断面，通过建立断面平均流速与代表垂线 平均流速之间的相关关系，用代表垂线的平均流速推算断面平均流速进而推算断面流量。可采用垂向声 学多普勒流速剖面仪或其他方法，具体要求应符合 GB 50179、SL 195 和附录 C 的规定。 4.2.6 水位流量单值线法。适用于水位流量关系单一、精度满足要求的断面。 4.2.7 电波（视频）测速法。适用于受风力影响较小、流速较大、满足浮标测流条件的断面。具体要 求应符合 GB 50179、SL 195 的规定。 4.3 安装要求 4.3.1 规定。 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 明渠流量在线自动监测断面应安装自动监测水位传感器，水位传感器的安装应符合 GB/T 50138 流速设备的安装位置不得影响通航。 水下流速传感器应安装防护装置。 系统应具备良好的接地和避雷措施，安全措施应符合 GB 14050 的规定。 流速传感器安装方式应便于检修维护。 信号线、电源线的布设应满足防水要求，电缆、信号线及管路应标识清晰。 5 流速测量 5.1 测量要求 5.1.1 根据断面情况，设置仪器工作参数。 5.1.2 根据流速传感器工作状态，确定采样数据有效性。 5.1.3 宜采用具有测量剖面垂线流速功能的流速传感器，直接测量垂线流速。 5.1.4 流速传感器流速测量时间应不少于 100 s。 5.1.5 流量计算模型采用的垂线数目和垂线位置应能控制断面形状变化和流速横向变化分布的转折 点。 5.1.6 接触式流速传感器垂向顶部盲区流速应根据流速垂线分布特征，选用指数流速分布、常数流速 分布或经过分析的其他流速分布合理插补。 5.2 计算方法 5.2.1 实测垂线平均流速计算应符合 GB 50179 的规定。 5.2.2 采用一条实测垂线平均流速的垂线平均流速分布模型，根据大断面形状，推算出断面上任一条 垂线的平均流速，计算出断面流量，应采用公式（1）、公式（2）计算。 V(i )  kc (i ) kv h(i ) 2 2 3 „„„„„„„„„„„„„⑴ DB41/T 1974—2020 kv  Vk 2 hk 3 „„„„„„„„„„„„„⑵ 式中： V( i ) ——计算的任意垂线i处垂线平均流速， 单位为米每秒（m/s）； kc (i ) ——垂线影响系数，测速垂线k对垂线i的影响系数。该系数可以通过实测资料率定，也可以 通过大断面形状推算，见附录A。对于宽浅河道，该值可取1； kv ——测速垂线动力系数 ； hk ——垂线k处水深，单位为米（m）； Vk ——垂线k实测垂线平均流速， 单位为米每秒（m/s）； h( i ) ——垂线i处水深，单位为米（m）。 5.2.3 代表垂线法断面平均流速应采用公式（3）计算。 V  kv „„„„„„„„„„„„„⑶ 式中： V ——断面平均流速， 单位为米每秒（m/s）； k ——系数； v ——实测代表垂线平均流速，单位为米每秒（m/s）。 5.2.4 采用单点电波测速法，可用水面流速系数乘实测水面点流速，得垂线平均流速，再采用垂线平 均流速分布模型计算各垂线平均流速，或采用代表垂线法计算断面平均流速，垂线平均流速应采用公式 （4）计算。 v  k1v ' „„„„„„„„„„„„„⑷ 式中： v ——垂线平均流速，单位为米每秒（m/s）； k1 ——水面流速系数； v ' ——实测水面流速，单位为米每秒（m/s）。 5.2.5 采用多点或流场的电波（视频）测速法，计算应符合 GB 50179 的规定。 6 流量测验 6.1 一般规定 6.1.1 相应水位采用流速测验时段平均水位。 6.1.2 代表垂线法采用的过水面积用水位～断面面积关系计算。 6.2 计算方法 6.2.1 采用部分流速面积计算断面流量应符合 GB 50179 的规定。 3 DB41/T 1974—2020 6.2.2 采用水位流量单值线法计算流量时，可建立水位～流量关系或采用插值方法，由水位推算过水 断面流量。 6.2.3 自由堰流流量应采用公式（5）计算。 3 Q  C 0 nb 2 g H 2 „„„„„„„„„„„„„⑸ 式中： Q ——流量，单位为立方米每秒（m3/s）； C 0 ——含侧收缩系数和进口流态系数的流量系数； n ——过水孔数； b ——堰口单孔宽，单位为米（m）； g ——重力加速度，单位为米每平方秒（m/s2）； H ——总水头，单位为米（m）。 6.2.4 自由孔流流量应采用公式（6）计算。 Q  nbe 2 gH