Jak měřit průtok vody?
PŘEDSTAVENO Technickým výborem pro normalizaci TC 317 „Měření průtoků kapalin v otevřených vodních tocích a kanálech“ a Odborem meliorací a zásobování zemědělskou vodou Ministerstva zemědělství Ruské federace
2 PŘIJATÉ A VSTUPNO V ÚČINNOST usnesením Státního standardu Ruska ze dne 14. prosince 2000 N 355-st
3 POPRVÉ PŘEDSTAVENO
Rozsah 1
Tato norma stanoví metody měření průtoku a objemu vody používané v místech měření vody v zavlažovacích a vodohospodářských systémech.
Tato norma neplatí pro metody měření průtoku, objemu a množství kapalin používaných pro technologické účely pro všeobecné průmyslové a petrochemické účely.
Tato norma se vztahuje na všechny vodohospodářské organizace různých ministerstev a resortů, které zajišťují distribuci vodních zdrojů mezi spotřebitele, a dále na projekční kanceláře, výzkumné ústavy, projekční a průmyslové organizace, které vyvíjejí, testují, vyrábějí a provozují vodoměrná zařízení pro otevřené vodní toky, kanály a zemědělská zařízení, tlaková, polotlaká a netlaková potrubí a pro závlahové a drenážní čerpací stanice.
2 Normativní reference
Tato norma používá odkazy na následující normy:
GOST 8.439-81 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Proudění vody v tlakovém potrubí. Metodika provádění měření pomocí plošně-rychlostní metody
GOST 8.563.1-97 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Měření průtoku a množství kapalin a plynů metodou proměnného tlakového rozdílu. Membrány, trysky ISA 1932 a Venturiho trubice instalované v plněných kruhových potrubích. Specifikace
GOST 8.563.2-97 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Měření průtoku a množství kapalin a plynů metodou proměnného tlakového rozdílu. Metodika provádění měření pomocí konstrikčních zařízení
GOST 8.563.3-97 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Měření průtoku a množství kapalin a plynů metodou proměnného tlakového rozdílu. Modul procedury a výpočty. Software
GOST 15528-86 Přístroje pro měření průtoku, objemu nebo hmotnosti proudící kapaliny a plynu. Termíny a definice
GOST R 51657.1-2000 Účtování vody pro systémy zavlažování a vodního hospodářství. Termíny a definice
3 Definice
Tato norma používá termíny a definice v souladu s GOST R 51657.1.
4 Obecná ustanovení
4.2 K měření průtoku a objemu vody na vodoměrných místech umístěných jak v otevřených kanálech, tak na potrubí se používají především metody, které se od sebe liší technickým provedením, které jsou kombinovány v části 5.
4.3 Pro účely schvalování typu měřidel používaných pro technické provádění metod měření průtoku a objemu vody musí být provedeny povinné zkoušky.
5 Klasifikace metod měření průtoků a objemů vody
Na základě metod získávání výsledků se měření dělí na přímá a nepřímá.
5.1 Přímá měření průtoků a objemů vody pro otevřené kanály a tlaková potrubí
Přímá měření se provádějí pomocí následujících metod:
– objemové, ve kterých se používají odměrné nádrže nebo standardní kapalinové měřicí přístroje, rezervní nádrže přírodních úseků kanálů nebo malé nádrže;
— hmotnost, ve které se používá nádoba nainstalovaná na standardní stupnici, ve které se měří hmotnost kapaliny za daný časový interval.
Přímá měření se zpravidla používají k získání vysoce přesných dat při výzkumu a vývoji průtokoměrů, metrologických zkouškách a kalibracích měřicích přístrojů, jakož i v referenčních měřicích zařízeních a při měření kapalin pro komerční účely.
5.2 Nepřímá měření průtoků a objemů vody pro otevřené vodní toky a kanály
5.2.1 V závislosti na stacionárním zařízení se nepřímá měření provádějí pomocí:
— hydrometrické konstrukce a zařízení [1], včetně jezů, prahů, vodoměrných žlabů a speciálních vodoměrných zařízení (nástavce, trysky);
— odstupňované hydraulické konstrukce.
5.2.2 V závislosti na měřených parametrech se nepřímá měření pomocí pevných vodoměrných stanic ve stabilních nelemovaných nebo lemovaných úsecích koryt provádějí následujícími metodami [2]:
Při použití hydrometrických struktur a zařízení se používají následující metody:
— hladina (tlak) — průtok;
— rozdíl hladiny (rozdíl tlaků) — průtok;
Měření těchto parametrů lze provádět běžným způsobem, tzn. z celého procházejícího toku, a to částečným způsobem, při kterém se měří pouze daná část toku.
Při použití odstupňovaných hydraulických konstrukcí se používají následující metody:
— hladiny (tlaky) — otevření ovládacího zařízení — průtok;
— rozdíly hladin (rozdíl tlaků) — hodnota otevření ovládacího zařízení — průtok.
Nepřímé metody měření se používají jako hlavní prostředek pro stanovení průtoku a objemů vody.
5.3 Nepřímé metody měření průtoků v uzavřených potrubích
5.3.1 V závislosti na stacionárním zařízení se nepřímá měření provádějí pomocí:
— měření úseků nebo úseků potrubí;
— odstupňované hydromechanické zařízení.
5.3.2 V závislosti na měřených parametrech se nepřímá měření pomocí měřicích úseků nebo úseků potrubí provádějí pomocí následujících metod:
Měření parametrů se provádí konvenčními metodami, tzn. pro celý průtok procházející v potrubí, a dílčími způsoby, tzn. pro danou část odkloněného (obtokového) toku v potrubí o malém průměru.
– tlakový rozdíl – průtok.
Při použití odstupňovaného hydromechanického zařízení pro měření se používají následující metody:
— tlakový rozdíl v horním a dolním bazénu — hodnota otevření ovládacího zařízení — průtok;
– tlakový rozdíl mezi charakteristickými body hydromechanického zařízení – hodnoty otevření ovládacího zařízení – průtok.
Nejnovější metody měření jsou přibližné, protože hydromechanické zařízení v průběhu času mění své vlastnosti.
Nepřímé metody měření se používají jako hlavní pracovní prostředek pro stanovení průtoků a objemů vody.
DODATEK A (pro referenci). Bibliografie
PŘÍLOHA A
(informativní)
Určování průtoku vody v řece je jedním z nejdůležitějších úkolů hydrologie. K vyřešení tohoto problému se používá několik metod, ale nejproduktivnější je použití ADCP – akustického Dopplerova proudového profilovače rychlosti.
V této poznámce chceme mluvit o měřených parametrech a používat k tomu zařízení.
Chcete si koupit ADCP profiler nebo hydrografický gramofon? Potřebujete odbornou radu a potřebujete vybrat vhodnou analogii zařízení, které používáte? Pošlete poptávku našim specialistům pomocí kontaktního formuláře nebo využijte naše kontakty na kancelář.
Stanovení průtoku vody v řece
Určení průtoku vody v řece pro hydrologii je jedním z hlavních úkolů. Pochopení tohoto parametru umožňuje efektivnější využití zavlažovacích, vodovodních a kanalizačních systémů a poskytuje důležitá data meteorologům.
Oceánologie také potřebuje měřit tento parametr, aby porozuměla charakteristikám výměny vody mořskými průlivy a správně vyhodnotila transport vody proudy.
Kromě toho je průtok řeky jedním z kanálotvorných faktorů, protože objem vody proudící podél kanálu přímo ovlivňuje půdu břehů a dna a určuje jejich deformace.
Vzhledem k tomu, že odpadní vody často přicházejí do styku s přírodními vodními plochami, je při hodnocení stavu vodních útvarů při monitorování životního prostředí nezbytná kontrola průtoku.
Průtok je množství kapaliny protékající průřezem kanálu za určitou časovou jednotku a měří se v m³/s. Je také základem pro výpočet průtoku – tedy denního objemu vody protékající korytem.
Charakteristická je jeho závislost na proměnných, jako je intenzita a trvání srážek v regionu. Čím více srážek, tím výše stoupá hladina vody v řekách a zvyšuje se průtok. Důležitá je také oblast, kde se měření provádějí. Centrální oblasti mají mírnější klima a průtok bude vždy vyšší než na severu nebo jihu.
Množství podzemní vody a ledu přibližující se k povrchu a tvar koryta mohou také ovlivnit měřené parametry a také antropogenní faktor. Hladina vody se může snížit, když se kapalina odebírá pro zavlažování nebo jiné potřeby. Negativní dopad má také banální znečištění z různých odpadů.
Kontrola a měření těchto parametrů se provádí pomocí několika technik. Ve skutečnosti se počítá na základě rychlosti proudění a plochy průřezu tzv. pomocí metody „velocity-area“. Je také bráno v úvahu měření vzdálenosti od hladiny ke dnu v různých částech nádrže, protože v důsledku tření s půdou v blízkosti břehů a dna bude proud mnohem pomalejší.
Nejčastější možností je hydrologický větrník. Jedná se o poměrně jednoduché zařízení, vyvinuté již v 18. století německým hydrotechnikem R. Woltmannem. Hlavní součástí odstředivky je rotující rotor spojený s otáčkoměrem a poháněný proudem vody. Zpočátku byl měřič pod vodou, protože byl přímo namontován na ose zařízení, ale dnes, s rozvojem technologie, se používají elektroměry, které přenášejí data na jakékoli vhodné místo.
Dnes je však tento typ zařízení zastaralý. Je objemný a měření s jeho pomocí je extrémně pracné, což je patrné zejména na velkých řekách, kde měření na různých místech koryta může trvat velmi dlouho.
Nejproduktivnějším a nejslibnějším způsobem je použití akustického zařízení.
Akustický Dopplerův proudový profiler nebo ADCP jsou moderní řešení, která pokrývají celý seznam potřebných parametrů pro hodnocení odtoku.
Zařízení je založeno na akustických zářičích, které využívají Dopplerův jev k odhadu rychlosti proudu v různých hloubkách nádrže, přičemž charakteristiky akustických vln budou úměrné změnám v samotném průtoku.
Dopplerův jev se ve vědě používá již dlouho. Spočívá ve změně charakteristik vln, jak se jejich zdroj vzdaluje nebo přibližuje vzhledem k pozorovateli. Když se například zdroj vzdálí, každé nové vlně bude trvat déle, než se dostane k pozorovateli, takže frekvence signálu vůči němu klesne.
Akustická monitorovací technologie umožňuje výrazně rozšířit možnosti použití tohoto zařízení, včetně instalace na kotvené bóje, do stěn kanálu a dokonce i možnosti spodní instalace s detektorem směrem nahoru.
Doplňkovým měřeným parametrem, kromě přesných údajů o aktuální rychlosti, je určení vzdálenosti ke dnu nádrže (nebo k hladině vody, pokud se jedná o variantu se spodní montáží).
Sledování dna se často používá pro navigaci místo standardního GPS při vytváření profilu řeky – takové přístroje se nazývají DVL nebo Dopplerův záznam rychlosti. Tato funkce umožňuje jejich použití pro navigaci různých podvodních vozidel, například AUV.
Další funkce mohou zahrnovat schopnost určit typ a hustotu usazenin na dně.
Chcete si koupit ADCP profiler nebo hydrografický gramofon? Potřebujete odbornou radu a potřebujete vybrat vhodnou analogii zařízení, které používáte? Pošlete poptávku našim specialistům pomocí kontaktního formuláře nebo využijte naše kontakty na kancelář.
Určení průtoku vody v řece pomocí hydrografického člunu
Hydrografický komplex Apache 3 – automatický bezpilotní trimaran výrobce CHCNAV vybavený širokou škálou zařízení pro sledování parametrů nádrže. Mimo jiné může využívat profily aktuální rychlosti ADCP, sonary s bočním skenováním a echoloty.
Malé rozměry produktu a poměrně lehké tělo (ve složeném stavu a s nainstalovaným GNSS systémem váží produkt asi 20 kilogramů) značně usnadňují jeho použití a přepravu.
Produkt lze ovládat přes základnovou stanici, ale má také funkci autopilota, která mimo jiné umožňuje návrat do výchozího bodu při vybitých bateriích. Komunikační dosah je asi dva kilometry. Za obraz videa je zodpovědná širokoúhlá HD videokamera namontovaná na přídi lodi.
Produkt vyvine značnou rychlost asi osm metrů za sekundu pomocí dvou vodních proudových motorů.
Automatický hydrografický komplex Yenisei-800 je analogem Apache a má podobnou funkcionalitu. Může také používat širokou škálu sonarů bočního skenování, echoloty, sondy SVP a CTD, analyzátory kvality vody a profily ADCP. Výchozí ADCP je uveden v registru měřicích přístrojů a je dodáván s certifikátem.
Tělo z uhlíkových vláken dělá Go nejen lehkým, ale také odolným vůči mechanickému namáhání a kolizím.
Maximální rychlost pohybu je až 5 metrů za sekundu. Motory jsou přitom spolehlivě chráněny před úlomky a zapletením do řas. Loď má velmi mělký ponor, což jí umožňuje pracovat ve velmi mělké vodě, mělčinách, útesech, výsypkách atd. V trupu jsou zapuštěny speciální přihrádky pro připojené vybavení.
Komplex lze ovládat přímo prostřednictvím základnové stanice nebo použít plánovač misí k automatické práci po předem nakonfigurované trase.
Provoz je napájen kompaktní baterií navrženou pro šest hodin nepřetržitého provozu při maximální zátěži.
Instalované vybavení a funkčnost si vybírá zákazník. V závislosti na úkolu můžete také změnit konfiguraci samotného dronu.
Jak koupit zařízení pro měření průtoku řeky s dodávkou do vašeho regionu?
Chcete si koupit ADCP profiler nebo hydrografický gramofon? Potřebujete odbornou radu a potřebujete vybrat vhodnou analogii zařízení, které používáte? Pošlete poptávku našim specialistům pomocí kontaktního formuláře nebo využijte naše kontakty na kancelář.
Můžete se také ptát na otázky týkající se kalibrace nebo zařazení oceánografického zařízení do státního registru SI.
Důvěryhodní nákladní dopravci zajistí bezpečné a rychlé dodání zařízení do jakéhokoli regionu Ruska a zemí celní unie: Uzbekistán, Bělorusko, Kazachstán atd.