巴歇爾堰槽安裝使用說(shuō)明書(shū)

1、標(biāo)準(zhǔn)化廢水排放口巴歇爾堰槽安裝使用說(shuō)明書(shū)本文參照了中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)城市排水流量堰槽測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)巴歇爾堰槽CJ/T3008.31993中的有關(guān)條目。一、概述非滿管狀態(tài)流動(dòng)的水路稱作明渠(Open Channel)，測(cè)量明渠中水流流量的儀表稱作明渠流量計(jì)。明渠流通剖面除圓形外，還有U形、梯形、矩形等多種形狀。    水路按其形態(tài)分類，各形態(tài)如下圖所示。ISO通常稱之為滿水管為封閉管道，流動(dòng)是在水泵壓力或高位槽位能作用下的強(qiáng)迫流動(dòng)。明渠流則是靠水路本身坡度形成的自由表面流動(dòng)。 滿水管路 自由表面的明渠 自由表面的暗渠 滿水管路水路 部分滿水管路 敞口

2、明渠(習(xí)慣簡(jiǎn)稱明渠) 明渠(或非滿管)渠道 暗明渠(習(xí)慣簡(jiǎn)稱暗渠) 明渠流量計(jì)應(yīng)用場(chǎng)所有城市供水引水渠、火電廠冷卻水引水和排水渠、污水治理流入和排放渠、工礦企業(yè)廢水排放以及水利工程和農(nóng)業(yè)灌溉用渠道。本文重點(diǎn)討論巴歇爾堰槽的安裝和流量測(cè)量的方法和儀表，不包括較大型的水利工程和農(nóng)業(yè)灌溉用的流量測(cè)量方法。二、量水堰槽的測(cè)流量原理圖1 量水堰槽把流量轉(zhuǎn)化成液位明渠內(nèi)的流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（參見(jiàn)圖1）。對(duì)于一般的渠道，液位與流量沒(méi)有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因?yàn)橥瑯拥乃睿髁康拇笮?，還與渠道的橫截面積、坡度、粗糙度有關(guān)。在渠道內(nèi)安裝量水堰槽（參見(jiàn)圖2），由于堰的缺口或槽的縮口比渠道的橫截面積小

3、，因此，渠道上游水位與流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系主要取決于堰槽的幾何尺寸。同樣的量水堰槽放在不同的渠道上，相同的液位對(duì)應(yīng)相同的流量。量水堰槽把流量轉(zhuǎn)成了液位。通過(guò)測(cè)量流經(jīng)量水堰槽內(nèi)水流的液位，可以根據(jù)相應(yīng)量水堰槽的水位-流量關(guān)系，求出流量。常用的量水堰槽種類如圖2。圖2 常用的量水堰種類量水堰槽的水位流量關(guān)系可以從國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程明渠堰槽流量計(jì)JJG7111990中查到。本文摘抄了一些常用的類型附后。每種類型的量水堰槽，都有自己的固定水位流量對(duì)應(yīng)關(guān)系。確定水位流量關(guān)系時(shí)，三角堰要求要有渠道寬B、開(kāi)口角度、上游堰坎高p的參數(shù)；矩形堰要有渠道寬B、開(kāi)口寬b、上游堰坎高p的參數(shù)；而巴歇爾槽只要求有喉道寬度的參數(shù)

4、b。三、巴歇爾堰槽的構(gòu)造選擇量水堰槽的種類，要考慮渠道內(nèi)流量的大小，渠道內(nèi)水的流態(tài)，是否能形成自由流。流量小于40升/秒時(shí)，一般應(yīng)使用直角三角堰。大于40升/秒，一般應(yīng)使用巴歇爾槽。流量大于40升/秒，渠道內(nèi)水位落差又較大，可以使用矩形堰。安裝堰板后，要在堰板堰口的下游能形成“小瀑布”。量水堰槽可以用玻璃鋼制作，也可以采用其它材料，加工尺寸要準(zhǔn)確。三角堰和矩形堰的堰口是關(guān)鍵尺寸，要更準(zhǔn)確。朝向進(jìn)水一側(cè)表面要平滑。巴歇爾槽內(nèi)尺寸要準(zhǔn)，內(nèi)表面要平滑。喉道部分是關(guān)鍵尺寸，要更準(zhǔn)確。總之，巴歇爾堰槽的各部位尺寸，要嚴(yán)格按照規(guī)范中的要求，不能四舍五入，也不能化零為整。3.1 巴歇爾堰槽 (Parshal

5、l flume，簡(jiǎn)稱P槽) 結(jié)構(gòu)及尺寸巴歇爾槽的構(gòu)造如圖3。喉道寬從25mm至15m，已有定性尺寸。流量和喉道上游液位間的關(guān)系式中，系數(shù)和指數(shù)均因規(guī)格而異。P槽可以用鋼板或玻璃鋼制成，對(duì)精度要求不高的也可以用木板制作。也可以在現(xiàn)場(chǎng)用混凝土現(xiàn)澆。國(guó)內(nèi)已有用聚氯乙烯塑料或玻璃鋼制成的定型商品。對(duì)表面粗糙度和尺寸公差I(lǐng)SO9826、CJ/T 3008.31993和JJG 7111990均提出了要求。原理上喉道存在流量上限，喉道液位與收縮段液位的比值(稱作淹沒(méi)比)應(yīng)小于規(guī)定值，否則便成為淹沒(méi)流，且喉道應(yīng)規(guī)定最高水位。     若P槽下游側(cè)水位顯著上升（

6、例如漲潮，匯合支流流量劇增）會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，有時(shí)甚至無(wú)法測(cè)量，此時(shí)可在測(cè)量擴(kuò)散段水位后，參照J(rèn)JG 711 7.1.6所列圖表計(jì)算流量。    P槽流量計(jì)的特點(diǎn)是：    1） 水中固態(tài)物質(zhì)幾乎不沉積，隨水流排出；    2） 水位抬高比堰小，僅為1/4，適用于不允許有大落差的渠道。圖4、巴歇爾槽安裝在渠道上巴歇爾槽的標(biāo)識(shí)尺寸是喉道寬“b”。首先根據(jù)應(yīng)用需要的最大流量，從“附錄二、巴歇爾槽水位流量公式”中查出合適的巴歇爾槽的喉道寬“b”。再?gòu)摹案戒浺?、巴歇爾槽?gòu)造尺寸”中查出

7、對(duì)應(yīng)喉道寬等于“b”的巴歇爾槽的其它尺寸。如“”、“”、“”、“”等等。按尺寸加工成形，安裝在渠道上，如圖4所示。量水槽的各部尺寸，值隨喉口寬度而變，其關(guān)系為：其他常數(shù)項(xiàng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定為，一般情況下，0.6m，0.92m，0.08m，0.23m，0.05m，0.075m。根據(jù)渠道深度而定，高出上游水位0.10.2m，一般可采用1m。量水槽上、下游護(hù)底長(zhǎng)為槽底高的函數(shù)，其中，上游護(hù)底長(zhǎng)4、下游護(hù)底長(zhǎng)（68）。各部分的制作精度要求見(jiàn)CJ/T3008.31993。3.2 流量計(jì)算公式 巴歇爾量水槽了流量計(jì)算分自由流和淹沒(méi)流兩種情況。 a) 淹沒(méi)度0.7時(shí)為自由流, 自由流流量公式：式中： 上游水尺讀數(shù)(

8、m) 下游水尺讀數(shù)(m)； b喉道寬度(m)； 當(dāng)喉道寬度b=0.51.5m時(shí)，可用簡(jiǎn)化公式，按代入上式得b) 淹沒(méi)度0.70.95時(shí)為淹沒(méi)流，淹沒(méi)流()流量公式： 對(duì)于淹沒(méi)度小于0.85的標(biāo)準(zhǔn)槽，基自由流和淹沒(méi)流也可用統(tǒng)一的下列公式計(jì)算：式中,為淹沒(méi)度。當(dāng)0.677 時(shí), 均以=0.677 代入計(jì)算；當(dāng)0. 677 時(shí), 以實(shí)際值代入計(jì)算；當(dāng)>0.95 時(shí), 巴歇爾槽已經(jīng)失去測(cè)流作用, 此時(shí)就要采用其它方法進(jìn)行測(cè)流。3.3 流量計(jì)算巴歇爾槽水位流量關(guān)系一般是形如： 的公式。根據(jù)喉道寬“b”，從“附錄二、巴歇爾槽水位流量公式”中找出對(duì)應(yīng)的公式，代入水位值，求出對(duì)應(yīng)的流量。表1、2、3分別

9、是喉道寬為0.025m，0.051m，2.1m巴歇爾槽的水位流量對(duì)應(yīng)關(guān)系。表1 喉道0.025米巴歇爾槽水位流量對(duì)應(yīng)表 水位單位：米 流量單位：升/秒水位0.0000.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.090流量0.00000.04800.14050.26340.41140.58140.77120.97941.20461.4458水位0.1000.1100.1200.1300.1400.1500.1600.1700.1800.190流量1.70231.97332.25822.55652.86773.19143.52713.87474.23364.6

10、037水位0.2000.2100.2200.2300.2400.2500.2600.2700.2800.290流量4.98465.37625.37625.37625.37625.3762-表2 喉道0.051米巴歇爾槽水位流量對(duì)應(yīng)表 水位單位：米 流量單位：升/秒水位0.0000.0100.0200.0300.0400.0500.0600.0700.0800.090流量0.00000.09590.28070.52630.82211.16171.54111.95712.40712.8892水位0.1000.1100.1200.1300.1400.1500.1600.1700.1800.190流量

11、3.40183.94344.51275.10885.73076.37757.04847.74298.46029.1997水位0.2000.2100.2200.2300.2400.2500.2600.2700.2800.290流量9.961010.74411.54712.37013.21413.214-表3 喉道2.1米巴歇爾槽水位流量對(duì)應(yīng)表 水位單位：米 流量單位：升/秒水位0.0000.0200.0400.0600.0800.1000.1200.1400.1600.180流量0.000010.02730.37658.09092.019131.47175.97225.16278.76336.5

12、3水位0.2000.2200.2400.2600.2800.3000.3200.3400.3600.380流量398.27463.84533.08605.87682.09761.65844.45930.401019.41111.5水位0.4000.4200.4400.4600.4800.5000.5200.5400.5600.580流量1206.51304.41405.11508.61614.91723.81835.41949.62066.32185.5水位0.6000.6200.6400.6600.6800.7000.7200.7400.7600.780流量2307.32431.52558.

13、12687.12818.52952.23088.23226.53367.13509.9四、選型考慮要點(diǎn)4.1 概述針對(duì)城市供水引水渠、工業(yè)引水和排水渠、污水治理渠道等流量測(cè)量特點(diǎn)，應(yīng)考慮以下因素選擇合適的測(cè)量方法。    1） 水路大小和形狀，流速范圍，最大流量和最小流量；    2） 測(cè)量精確度要求；    3） 流量計(jì)設(shè)置場(chǎng)所和環(huán)境條件；    4） 液體狀況，潔凈程度，含有固相濃度，腐蝕性；   &#

14、160;5） 現(xiàn)場(chǎng)允許落差（或升高水位）和渠道坡度；    6） 與液體接觸的儀表零部件材料；    7） 選用超聲流速計(jì)和電磁流速計(jì)時(shí)要分別對(duì)液體濁度或電導(dǎo)率作調(diào)查，其要求可參照超聲流量計(jì)和電磁流量計(jì)要求。 4.2 估算渠道流量和抬高水位對(duì)于新建單位可通過(guò)工藝流程計(jì)算渠道流量與擬安裝位置，再選定儀表規(guī)格。對(duì)于老企業(yè)添置儀表要估計(jì)既有渠道流量和確認(rèn)儀表上游允許升高水位；即確定流量?jī)x表規(guī)格和流量范圍，要取決于渠道峰流量和允許升高水位兩個(gè)因素。估計(jì)峰流量 通常有投浮子法和日排放量估算法兩種方法。 &

15、#160;  1） 投浮子法 既有明渠可采用投浮子法測(cè)定和估算流量。選定在最大流量時(shí)，兩人距離 (2050m)立于直渠道旁，上游一人投放浮子（一般是木制圓片），下游一人在投放木片的瞬間啟動(dòng)計(jì)時(shí)，當(dāng)浮子到達(dá)時(shí)停止計(jì)時(shí)，得時(shí)間，求出渠道表面流速 () 。再測(cè)出渠道流通截面積 (m2)，便可從式(1)估算流量    （1）式中 修正系數(shù)，因表面流速大于平均流速，一般取0.840.90。    2)從日排放量估算峰流量 在沒(méi)有條件用投浮子法或新建系統(tǒng)，可采用實(shí)際（或設(shè)計(jì)）的排放量來(lái)估計(jì)峰流量，估算公式如

16、式（2）或（3）（2）   （3）式中 不均勻系數(shù)，如為均勻連續(xù)排放，可取1.11.2；每天集中排放累計(jì)小時(shí)數(shù)，如為不均勻連續(xù)排放，則按集中排放小時(shí)計(jì)算。 確定抬高水位除流速-水位流量計(jì)和非滿管電磁流量計(jì)外，渠道安裝流量計(jì)后其上游均要抬高水位。對(duì)于新設(shè)計(jì)的渠系可按測(cè)量流量范圍和周邊環(huán)境條件全面考慮確定升高水位高度。對(duì)于現(xiàn)有渠道在選定流量計(jì)時(shí)，要考慮上游渠系水位抬高后的影響（如水位是否會(huì)漫溢出渠道），然后再按確定的水位升高高度和峰值流量值選定儀表規(guī)格。4.3 明渠用流量計(jì)適用范圍和性能比較表4 明渠用量水堰槽性能比較   各類量水槽的特點(diǎn)前表已有

17、所論述，現(xiàn)在做綜合比較。    1）水頭損失或上游側(cè)抬高水位 流速水位法沒(méi)有因測(cè)量帶來(lái)水頭損失，其余幾種方法渠道均要被截流或裝入一段流量檢測(cè)件段，抬高上游水位。潛水電磁流量計(jì)由于可裝分流模型，升高水位可比較靈活地選擇。    2） 安裝方便性 流量檢測(cè)件本身和安裝以槽最為復(fù)雜，堰和潛水電磁流量傳感器相對(duì)簡(jiǎn)單。但槽本身不會(huì)帶來(lái)固體顆粒的沉積，比較適用于污水的排放。    對(duì)已有渠道改造，安裝流量檢測(cè)件時(shí)挖掘工程量大，特別是暗渠要設(shè)置檢查井（陰井），往往成為否定選用方案的原因。&

18、#160;   除潛水電磁法外，其他各類方法上游均有順直渠道(行近渠道)要求，這給選擇測(cè)量點(diǎn)位置帶來(lái)許多制約條件。 五、安裝技術(shù)參考流入側(cè)水路的流速分布要影響測(cè)量精度，因此要注意以下各點(diǎn)：    1） 要有一段截面積不變的直渠道。在急彎道或與支路匯合產(chǎn)生局部混合流動(dòng)時(shí)，至少要有10倍喉寬長(zhǎng)度的順直渠道，盡可能更長(zhǎng)些。    2） 渠道與槽本體連接部位底平面要有1：4的斜率，側(cè)壁要有曲率半徑為2倍以上最大流量水位高度的曲面，或與中心線成450傾斜的平面。   

19、; 3） 如渠道某處產(chǎn)生水力學(xué)水躍現(xiàn)象時(shí)，槽體應(yīng)遠(yuǎn)離該處，至少應(yīng)裝在有30倍最大流量水位高度距離的下游。    4） 為改善流動(dòng)條件，可在水位測(cè)量點(diǎn)上游10倍最大流量水位高度的距離設(shè)置整流板或消能池。    5） 設(shè)置槽體后渠道上游水位升高，注意防止水溢出渠道，必要時(shí)按現(xiàn)場(chǎng)條件挖深渠道或加高渠側(cè)壁。流出側(cè)水路要注意勿使其產(chǎn)生淹沒(méi)流或逆向流，注意清除堆積物。槽本體內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)要注意以下兩點(diǎn)：    1） 喉道處的流動(dòng)必須是臨界流。為滿足喉道段水位hd和收縮部水位h的比值

20、（即淹沒(méi)比）符合規(guī) 定值，槽頂要有一定高度。并且停止流動(dòng)時(shí)流出端水位不超過(guò)槽頂。    2） 要檢查和確認(rèn)安裝后狀態(tài)和尺寸；   收縮部底面（即槽頂）的水平；     喉道兩側(cè)平行度和垂直度；     渠道中心線和槽本體流動(dòng)方向中心的一致性。    水位計(jì)安裝要注意以下各點(diǎn)：    1） 直線測(cè)量 水位測(cè)量位置應(yīng)在槽本體中心線和導(dǎo)水口垂直交點(diǎn)，安裝時(shí)液位計(jì)應(yīng)盡量接近該點(diǎn)。

21、60;   2） 間接測(cè)量 間接測(cè)量需設(shè)靜水井和導(dǎo)水管，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：     靜水井應(yīng)盡可能靠近槽本體垂直安裝，靜水井底部應(yīng)低于槽頂；     為清除靜水井底部沉積物，應(yīng)設(shè)排污閥和沖洗用水管；     導(dǎo)水管內(nèi)徑原則上為2050mm，導(dǎo)水管距離較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)選擇較大內(nèi)徑。    3） 零點(diǎn)設(shè)置 液位計(jì)的零點(diǎn)應(yīng)以槽頂為設(shè)定零點(diǎn)。詳細(xì)安裝技術(shù)說(shuō)明見(jiàn)CJ/T 3.8.3-1993(附后)。附錄一、巴歇爾槽構(gòu)造尺寸

22、單位：米類別序號(hào)喉道段收縮段擴(kuò)散段墻高bLP1B1L1LaB2L2P2D 小 型10.0250.0760.0290.1670.3560.2370.0930.2030.0190.2320.0510.1140.0430.2140.4060.2710.1350.2540.0220.2630.0760.1520.0570.2590.4570.3050.1780.3050.0250.4640.1520.3050.1140.4000.6100.4070.3940.6100.0760.6150.2280.3050.1140.5750.8640.5760.3810.4570.0760.77標(biāo)準(zhǔn)型60.250.

23、600.230.781.3250.8830.550.920.080.8070.300.600.230.841.3500.9020.600.920.080.9580.450.600.231.021.4250.9480.750.920.080.9590.600.600.231.201.5001.00.900.920.080.95100.750.600.231.381.5751.0531.050.920.080.95110.900.600.231.561.6501.0991.200.920.080.95121.000.600.231.681.7051.1391.300.920.081.0131.20

24、0.600.231.921.8001.2031.500.920.081.0141.500.600.232.281.951.3031.800.920.081.0151.800.600.232.642.101.3992.100.920.081.0162.100.600.233.002.251.5042.400.920.081.0172.400.600.233.362.401.6042.700.920.081.0大型183.050.910.3434.764.271.7943.681.830.1521.22193.660.910.3435.614.881.9914.472.440.1521.52204

25、.571.220.4577.627.622.2955.593.050.2291.83216.101.830.6869.147.622.7857.323.660.3052.13227.621.830.68610.677.623.3838.943.960.3052.13239.141.830.68612.317.933.78510.574.270.3052.132412.191.830.68615.488.234.78513.824.880.3052.132515.241.830.68618.538.235.77617.276.100.3052.13附錄二、巴歇爾槽水位-流量公式類別序號(hào)喉道寬度b(m)流量公式Q=C*hn(L/S)水位范圍h(m)流量范圍Q(L/S)臨界淹沒(méi)度%最小最大最小最大小型10.02560.4h1.550.0150.210.095.40