1、標準化廢水排放口一巴歇爾堰槽安裝使用說明書本文參照了中華人民共和國城鎮建設行業標準城市排水流量堰槽測量標準一巴歇爾堰槽CJ/1993中的有關條目。一、概述非滿管狀態流動的水路稱作明渠 （Open Channel）,測量明渠中水流流量的儀表稱作明渠流量計。明渠流通剖面除圓形外，還有 U形、梯形、矩形等多種形狀。水路按其形態分類，各形態如下圖所示。ISO通常稱之為滿水管為封閉管道，流動是在水泵壓力或高位槽位能作用下的強迫流動。明渠流則是靠水路本身坡度形成的自由表面流動。滿水管路自由表面的明渠自由表面的暗渠f 滿水管路水路S 部分滿水管路 敞口明渠（習慣簡稱明渠）'明渠（或非滿管）渠道Y-

2、暗明渠（習慣簡稱暗渠）明渠流量計應用場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 企業廢水排放以及水利工程和農業灌溉用渠道。本文重點討論巴歇爾堰槽的安裝和流量測量的方法和儀 表，不包括較大型的水利工程和農業灌溉用的流量測量方法。、量水堰槽的測流量原理明渠內的流量越大，液位越高； 流量越小，液位越低（參見圖1）。對于一般的渠道，液位與流量沒有確定 的對應關系。因為同樣的水深，流量 的大小，還與渠道的橫截面積、坡度、 粗糙度有關。在渠道內安裝量水堰槽（參見圖2），由于堰的缺口或槽的縮 口比渠道的橫截面積小，因此，渠道 上游水位與流量的對應關系主要取決 于堰槽的幾何尺寸

3、。同樣的量水堰槽 放在不同的渠道上，相同的液位對應 相同的流量。量水堰槽把流量轉成了液位。通過測量流經量水堰槽內水流的液位，可以根據相應量水堰槽 的水位-流量關系，求出流量。常用的量水堰槽種類如圖2。直角三角堰直角三角堰水流方向水流方向水位流量較小時，水位較低水位流量較大時，水位較高圖1量水堰槽把流量轉化成液位b圖2 常用的量水堰種類量水堰槽的水位一流量關系可以從國家計量檢定規程明渠堰槽流量計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一流量對應關系。確定水位一流量關系時，三角堰要求要有渠道寬B、開口角度、上游堰坎高 p的參數；矩形堰要有渠道

4、寬B、開口寬b、上游堰坎高p的參數；而巴歇爾槽只要求有喉道寬度的參數b。三、巴歇爾堰槽的構造選擇量水堰槽的種類，要考慮渠道內流量的大小，渠道內水的流態，是否能形成自由流。流量小于40升/秒時，一般應使用直角三角堰。大于40升/秒，一般應使用巴歇爾槽。流量大于40升/秒，渠道內水位落差又較大，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，加工尺寸要準確。三角堰和矩形堰的堰口是關鍵尺寸，要更準確。朝向 進水一側表面要平滑。巴歇爾槽內尺寸要準，內表面要平滑。喉道部分是關鍵尺寸，要更準確。總之，巴歇爾堰槽的各部位尺寸，要嚴格按照規范中的要

5、求，不能四舍五入，也不能化零為整。巴歇爾堰槽 （Parshall flume，簡稱P槽）結構及尺寸巴歇爾槽的構造如圖 3。喉道寬從25mm至15m，已有定性尺寸。流量 Q和喉道上游液位h間的關系 式Q Chn中，系數C和指數n均因規格而異。P槽可以用鋼板或玻璃鋼制成，對精度要求不高的也可以 用木板制作。也可以在現場用混凝土現澆。國內已有用聚氯乙烯塑料或玻璃鋼制成的定型商品。對表面粗 糙度和尺寸公差ISO 9826、CJ/T 1993和JJG 71 1990均提出了要求。柬道_Lo(L原理上喉道存在流量上限，喉道液位hd與收縮段液位h的比值（hd/h稱作淹沒比）應小于規定值，否則便成為淹沒流，且

6、喉道應規定最高水位。若P槽下游側水位顯著上升（例如漲潮，匯合支流流量劇增） 會產生測量誤差，有時甚至無法測量，此時可在測量擴散段水位hd后，參照JJG 711 7.1.4-所列圖表計算流量。P槽流量計的特點是：1）水中固態物質幾乎不沉積，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。巴歇爾槽的標識尺寸是喉道寬“b”。首先根據應用需要的最大流量，從“附錄二、巴歇爾槽水位一流量公式”中查出合適的巴歇 爾槽的喉道寬“ b”。再從“附錄一、巴歇爾槽構造尺寸”中查出對應圖4、巴歇爾槽安裝在渠道上喉道寬等于“ b”的巴歇爾槽的其它尺寸。如“L ”、“ P ”、“ B1 ”、“

7、 L1 ”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l1， L，B2，Bj值隨喉口寬度b而變，其關系為：l10.51b1.22L10.5b1.2B2 b 0.3B11.2b0.48其他常數項經實驗確定為，一般情況下，L = 0.6m , L2 = 0.92m , P? = 0.08m, R = 0.23m , x = 0.05m ,y = 0.075m。 D根據渠道深度而定，高出上游水位0.2m，般可采用1m。量水槽上、下游護底長為槽底高R1的函數，其中，上游護底長L4 = 4R、下游護底長L3 =（ 68） R1。各部分的制作精度要求見CJ/1993。流量計算公式 巴歇

8、爾量水槽了流量計算分自由流和淹沒流兩種情況。a）淹沒度K 加v時為自由流，自由流流量公式：h,1.569b°°26Q 0.372b 0.305式中：h 上游水尺讀數（m）hd 下游水尺讀數（m）;b 喉道寬度（m）；當喉道寬度b=1.5m時，可用簡化公式，按 ba026 1代入上式得Q2.4bh1.57b）淹沒度V K hd V時為淹沒流，淹沒流（Qs）流量公式：hQs Q VQ4.57 3.14KVQ 0.070.007K b0.815h8 182.450.305對于淹沒度小于的標準槽，基自由流和淹沒流也可用統一的下列公式計算：Q 6.25K 1 Kbh 1.57hd式中

9、，為K 淹沒度。當K 時，均以K =代入計算；當K 0. 677時，以實際值代入計算；當K 時, h巴歇爾槽已經失去測流作用，此時就要采用其它方法進行測流。流量計算巴歇爾槽水位一流量關系一般是形如：Q Chn的公式。根據喉道寬“ b ”從“附錄二、巴歇爾槽水位一流量公式” 中找出對應的公式， 代入水位值，求出對應的流量。 表1、2、3分別是喉道寬為0.025m, 0.051m, 2.1m巴歇爾槽的水位流量對應關系。表1喉道米巴歇爾槽水位流量對應表水位單位：米流量單位：升/秒水位流量水位流量水位流量-表2喉道米巴歇爾槽水位流量對應表水位單位：米流量單位：升/秒水位流量水位流量水位流量-表3喉道米

10、巴歇爾槽水位流量對應表水位單位：米流量單位：升/秒水位流量水位流量水位流量水位流量四、選型考慮要點概述針對城市供水引水渠、工業引水和排水渠、污水治理渠道等流量測量特點，應考慮以下因素選擇合適 的測量方法。1）水路大小和形狀，流速范圍，最大流量和最小流量；2）測量精確度要求；3）流量計設置場所和環境條件；4）液體狀況，潔凈程度，含有固相濃度，腐蝕性；5）現場允許落差（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）選用超聲流速計和電磁流速計時要分別對液體濁度或電導率作調查，其要求可參照超聲流量計和 電磁流量計要求。估算渠道流量和抬高水位 對于新建單位可通過工藝流程計算渠道流量與擬安裝

11、位置，再選定儀表規格。對于老企業添置儀表要 估計既有渠道流量和確認儀表上游允許升高水位；即確定流量儀表規格和流量范圍，要取決于渠道峰流量 和允許升高水位兩個因素。4.2.1 估計峰流量通常有投浮子法和日排放量估算法兩種方法。1）投浮子法既有明渠可采用投浮子法測定和估算流量。選定在最大流量時，兩人距離L （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計時，當浮子到達時停止計時， 得時間t，求出渠道表面流速vm/s （v L/t）。再測出渠道流通截面積 A （m2），便可從式（1）估算流量QQ KVA 3600m3 /h（1）式中 K 修正系數，因表面

12、流速大于平均流速，一般取。2）從日排放量 Qd 估算峰流量 Qp在沒有條件用投浮子法或新建系統， 可采用實際 （或設計） 的排放量來估計峰流量， 估算公式如式 （2） 或（ 3）Qp Kudu /24（2）Qp Qd /H （3）式中 Ku 不均勻系數，如為均勻連續排放，可取；H 每天集中排放累計小時數，如為不均勻連續排放，則按集中排放小時計算。4.2.2 確定抬高水位除流速 -水位流量計和非滿管電磁流量計外，渠道安裝流量計后其上游均要抬高水位。 對于新設計的渠系可按測量流量范圍和周邊環境條件全面考慮確定升高水位高度。對于現有渠道在選定流量計時，要考慮 上游渠系水位抬高后的影響（如水位是否會漫

13、溢出渠道），然后再按確定的水位升高高度和峰值流量值選 定儀表規格。明渠用流量計適用范圍和性能比較表4明渠用量水堰槽性能比較測量方法 比較項目堰法（薄壁堰）Pt法PB曹法流速-水位法潛水電磁法適用渠道型明渠明渠圓形暗渠明渠、暗渠明渠、暗渠流量檢測結構特征渠道要截流， 檢測件結構簡單渠道一段要裝 入槽，檢測件結 構較復雜渠道一段要裝入 槽，檢測件結構較 復雜不必改動渠道，流 量檢測要用流速計渠道要截流，檢 測件為本體，分流 模型擴大流量檢測儀表液位計液位計液位計流速計+ 液位計儀表直接測量渠寬、喉寬或口徑渠寬：450-8000喉寬：25-240(15200)口徑：150-1800 (3000)渠寬

14、：300-1000口徑：300-500口徑：500-400 (600)流量或流速范圍15-40000m3/h三角堰小流量 矩形堰中流量 等寬堰大流量30-15000 (33000)m3/h20-12000(4200)m3/h流速：0-20m/s10-5000m3/h測量精確度誤差（%FS）13353535單獨傳感器：1.5帶分流模型：2.5流量范圍度(10-20):1(20-30):1(20-30):1(20-100):110:01抬高水位/mm200(120)-8075-200口徑的(1/20-1/30)無100-500上游側固態物是否 沉積和排泄程度會沉積，不會排 泄，要定期清除不會沉積，

15、隨物 排泄不會沉積，隨流排 泄不會沉積，隨流排泄會沉積，能部分隨流排泄上游直渠段長度要求/mm1500-24000(其中整流流部690-12000)300-20000上游側：（5-10） 倍的口徑上游側：（10-15）倍渠道（或口徑）下游側：2倍口 徑下游側：5倍渠寬 （或口徑）對液體要求無特殊要求無特殊要求無特殊要求傳播時間法超聲流 速計；濁度w 5000mg/L多普勒法超 聲流速計：濁度60-5000mg/L液體導電率10-4s/cm測量廢水、下水不存在問題各類量水槽的特點前表已有所論述，現在做綜合比較。1）水頭損失或上游側抬高水位流速一水位法沒有因測量帶來水頭損失，其余幾種方法渠道均要被

16、截流或裝入一段流量檢測件段，抬 高上游水位。潛水電磁流量計由于可裝分流模型，升高水位可比較靈活地選擇。2）安裝方便性流量檢測件本身和安裝以槽最為復雜，堰和潛水電磁流量傳感器相對簡單。但槽本身不會帶來固體顆粒的沉積，比較適用于污水的排放。對已有渠道改造，安裝流量檢測件時挖掘工程量大，特別是暗渠要設置檢查井（陰井），往往成為否 定選用方案的原因。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，這給選擇測量點位置帶來許多制約條件。五、安裝技術參考 流入側水路的流速分布要影響測量精度，因此要注意以下各點： 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生局部混合流動時，至少要有

17、10 倍喉寬長度的順直渠道，盡可能更長些。2) 渠道與槽本體連接部位底平面要有1：4 的斜率，側壁要有曲率半徑為 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。3) 如渠道某處產生水力學水躍現象時，槽體應遠離該處，至少應裝在有30 倍最大流量水位高度距離的下游。4) 為改善流動條件，可在水位測量點上游10 倍最大流量水位高度的距離設置整流板或消能池。5) 設置槽體后渠道上游水位升高， 注意防止水溢出渠道， 必要時按現場條件挖深渠道或加高渠側壁。流出側水路要注意勿使其產生淹沒流或逆向流，注意清除堆積物。槽本體內流動狀態要注意以下兩點：1) 喉道處的流動必須是臨界流。為滿足喉

18、道段水位hd 和收縮部水位 h 的比值(即淹沒比)符合規定值，槽頂要有一定高度。并且停止流動時流出端水位不超過槽頂。2) 要檢查和確認安裝后狀態和尺寸；收縮部底面(即槽頂)的水平； 喉道兩側平行度和垂直度； 渠道中心線和槽本體流動方向中心的一致性。水位計安裝要注意以下各點：1) 直線測量 水位測量位置應在槽本體中心線和導水口垂直交點，安裝時液位計應盡量接近該點。2) 間接測量 間接測量需設靜水井和導水管，應注意以下事項： 靜水井應盡可能靠近槽本體垂直安裝，靜水井底部應低于槽頂； 為清除靜水井底部沉積物，應設排污閥和沖洗用水管；導水管內徑原則上為 2050mm，導水管距離較長時應選擇較大內徑。3) 零點設置 液位計的零點應以槽頂為設定零點。詳細安裝技術說明見 CJ/T 3.(附后 )。附錄一、巴歇爾槽構造尺