环境保护监测中水流量的测定方法

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1、万方数据环境保护监测中水流量的测定方法赵起越赵红帅王小菊刘保献徐辣士(北京市环境保护监测中心，北京100048)摘要水流量是环境管理部门对水体污染物实施控制的必备参数，也是环境保护监测工作的重要内容。本文综述了几种常用的水流量测试技术，从测试原理、仪器配置和优缺点几方面进行了阐述，并选取几种主要技术进行了比较。为环保监测系统进行水流量测定方法的选择及正确应用提供了借鉴。关键词环境保护监测；明渠；水流量doi：10．3969／j．issn．1000—0771．2015．06．140引言环境保护监测经常需要对污染物进行总量控制，水体中的污染物排放总量要使用

2、污染物浓度与水流量的乘积得出，水流量除了总量控制外，在排污收费及污染物调查等工作中也都是重要的换算参数，因此准确、可靠地测定流量是保障污染源总量减排和工业污染源总量排放监测工作正确实施的必要条件¨。1。环境保护监测中的大多数水体污染物测定在明渠中进行。按照国际标准化组织(ISO)的规定，明渠是由于水路本身坡度形成自由表面的流动，是非满管状态流动的水路。明渠中水流量的测量方法很多，环保工作中常用的获得水流量的方法主要有直接测量流量法和通过测量流速计算流量两大类。直接测量流量法指通过流量计直接测出明渠中的水流量的方法；测量流速计算流量法指使用流速计测量出明

3、渠中的水流速，再通过计算，得到流量。1直接测量流量方法水流量的直接测量方法有堰法、槽法及容积法等，具体如下：1．1堰法在明渠的适当位置安装一个挡板，阻断水流流动，使上游液流通过装置的顶部、缺口或孔口，向下游侧流去。这个装置成为堰。由于堰的上游侧液位和液流流量有一定的关系，通过测量上游液位可以计算出水流量。按照形式不同，堰可以分为薄壁计量技术2015．No6堰、宽顶堰、三角形剖面堰和实用剖面堰几种，最常用的是薄壁堰。堰法测量水流量，仪器结构简单，价格便宜，安装维护方便，具有一定的测量精度，但该方法不能用于接近平坦地面的渠道。另外，堰上游容易堆积固体，要定

4、期清理，否则会影响水量的测量‘4—6。。1．2槽法在乎坦的明渠及工业排水管道中，水流量常用测流槽测定。明渠的一部分收缩，那么液流经过收缩节流处时，流速增大，产生临界流，同时液流液位下降，测量这个液位的下降量就可以求得液流流量。根据水路的收缩节流方式不同产生不同形状的测流槽，有文丘里测流槽、巴歇尔水槽及帕尔默一玻鲁斯水槽(又称P—B槽)等。在我国使用较多的是P—B槽。这种测流槽几乎不受管壁粗糙程度等条件的影响，测量值的长期变化小；P—B槽的水头损失在非满管流量测定仪表中是最小的，喉道部槽顶自清洗效果显著，很少有沉淀和堆积；上游坡度应在2／100以下，上游

5、侧直管段长度应为管径的十倍以上。使用P—B槽测定，下游侧水深必须小于上游水深的85％，且不应有负坡度和闸阀，否则测量精度会下降。P—B槽的测定精度一般可达3％，如果不符合上述条件，测量误差会增大"。8J。1．3容积法容积法一般在排水量小或渠道形状不规则时使用。具体做法是：选取有落差的地方或挖一个坑，将采样器置于内部，接纳排水。记录一定体积的排水所需时间，重复测量数次取平均值，用公式Q万方数据=V／t计算出流量。其中Q、v及￡分别为水流量、一定时间内的排水体积及排水时间。本方法简单易行，测量精度较高，适于水量较小的连续或间歇排放的水‘引。容器2通过流速测

6、量计算流量的方法水流量流速测量法，分为流速仪法及浮标法等。2．1浮标法在水流较缓、水沟较直的情况下，选取一段底平、大于10m的直管道，将木块等漂浮物置于其中，在无外力作用下，漂浮物流过被测距离，记录所用时间，重复几次，取均值，按照公式Q=aLS／t计算流量。式中。为平均流速与主轴线表面流速之比，它随着水渠的宽度、水深、水渠的状况等条件不同而不同，o不是恒定的数，一般渠道。=0．7，充满圆形管道的流体，口=0．5。￡是测定渠道的长度，S是渠道的截面积，t为浮标漂流所需时间[9—0

7、。2．2流速仪法在实际监测工作中使用最多的是超声明渠流量计及潜水电磁流量计

8、。2．2．1超声明渠流量计超声明渠流量计是通过测量液体的平均流速和液位(截面积)来计算流量值的超声流量仪器，平均流速采用多普勒法和时差法，液位测量可使用超声液位计、声波液位计、气泡液位计等。超声流速计和超声液位计合成的流速一水位测量装置如图1所示。图1超声流速一水位流量计国内外普遍采用的测量液位的方法是超声脉冲回波法，原理见图2。由超声波换能器向液面垂直发射声脉冲，声波遇液面返回，被接收，则z=詈。二其中c为空气中的声速，t为超声波的传播时间，又因超声传感器距离流量槽底面的高度为定值^，则液位即为H=h一￡。多声道超声明渠流量计由多对流速换能器、液·4

9、8·图2超声回波法测液位位换能器、接线盒、控制器及电缆组成。测量准确度主要取决于渠的尺寸、形状