ISO 4374-1990 Liquid flow measurement in open channels round-nose horizontal broad-crested weirs《明渠水流测量 圆缘水平宽顶堰》.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE Iso 4374 Deuxime dition 1990-03-15 Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Dversoirs horizontaux seuil pais arrondi Liquid flow measurement in open channels - Round-nose horizontal broad-crested weirs Numro de rfrence ISO 4374 : 1990 (FI Iso 4374 : 1990 (FI Avant

2、-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de fair

3、e partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrote

4、chnique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter- nationales par le Conseil de IISO. Les Normes internationales sont approuves confor- mment aux procdures de IISO qui requirent l

5、approbation de 75 % au moins des comits membres votants. La Norme internationale ISO 4374 a t labore par le comit technique ISO/TC 113, Mesure de dbit des Liquides dans les canaux dcouverts. Cette deuxime dition annule et remplace la premire dition (ISO 4374 : 19821, dont elle constitue une rvision

6、technique. Les annexes A, B et C font partie intgrante de la Norme internationale. NOTE - Les critres de choix des dversoirs et des canaux jaugeurs pour le mesurage de dbit de leau dans les canaux dcouverts sont donns dans IISO 8368 : 1985, Mesure de dbit des liqui- des dans les canaux d b) uniformi

7、t de la rpartition des vitesses existante (voir annexe B) ; c) ncessit dviter un chenal forte pente (mais voir 4.2.2.6); d) effets de laugmentation des niveaux de leau en amont, due au dispositif de mesurage; e) conditions en aval (y compris les influences telles que mares, confluents avec dautres c

8、ours deau, vannes, bar- rages et autres dispositifs de contrle qui peuvent provo- quer un coulement noy); f) impermabilit du sol sur lequel doit reposer le dispositif de mesurage et ncessit de procder un compactage, des jointoiements ou tout autre moyen de matriser les fui- tes ; g) ncessit pour les

9、 rives de retenir le dbit maximal de crue dans le chenal; h) stabilit des rives et ncessit de les nettoyer et/ou de les garnir dun revtement dans le cas de chenaux naturels; i) uniformit de la section du chenal dapproche; j) effet du vent qui peut tre considrable sur lcoulement dans une rivire, un d

10、versoir ou un canal jaugeur, surtout lorsque ceux-ci sont larges et la charge faible et que le vent dominant est dans une direction transversale; k) croissance dherbes aquatiques; 1) transport solide. 1 ISO 4374 : 1990 (FI 4.1.3 Si lemplacement ne remplit pas les conditions requises pour effectuer d

11、es mesurages satisfaisants, ou si un examen du courant montre que la rpartition des vitesses dans le chenal dapproche diffre de manire apprciable de celle qui est indi- que dans les exemples de lannexe B, il ne faut pas lutiliser moins quil soit possible dy apporter les amliorations nces- saires. Le

12、 fonctionnement de linstallation peut galement tre vrifi par des mesures de dbit indpendantes. 4.2 Conditions dinstallation 4.2.1 Spcifications gnrales 4.2.1 .l Linstallation complte de mesurage comprend un chenal dapproche, un dversoir et un chenal aval. Les condi- tions de chacun de ces trois lmen

13、ts affectent la prcision totale des mesurages. Les conditions exiges pour linstallation comprennent des caractristiques telles que: tat de surface du dversoir, forme de la section transversale du chenal, rugosit du chenal et influence des dispositifs de contrle en amont ou en aval du dispositif de j

14、augeage. 4.2.1.2 La rpartition et la direction des vitesses peuvent avoir une influence importante sur le fonctionnement du dversoir (voir 4.2.2 et annexe B). 4.2.1.3 Une fois le dversoir install, tout changement mat- riel apport linstallation modifie les caractristiques de dbit. un rayon R dau moin

15、s 2 I elles peuvent tre en bton recou- vert, pour la finition, dune couche de ciment lisse ou dun matriau lisse non sujet la corrosion. Dans les installations de laboratoire, la finition doit tre quivalente celle dune tle lamine ou dun bois rabot, ponc et peint. Ltat de surface est particulirement i

16、mportant sur le seuil horizontal, mais les conditions peuvent tre moins svres au-del dune distance longitudinale de 1/2 H, en amont et en aval de la crte. 4.2.2.3 la longueur du chenal dapproche uniforme indique en 4.2.2.2 correspond la distance situe en amont du point de mesure de la charge. Dans u

17、n chenal naturel, cependant, il ne serait pas rentable de btonner le lit et les berges sur une telle distance et il peut tre ncessaire de prvoir une contraction en plan si la largeur entre les parois verticales du chenal canalis 4.3.3 Pour minimiser les erreurs sur la mesure du dbit, il con- vient,

18、lors de la construction, de sefforcer de respecter les tol- rances suivantes : - sur la largeur de la crte: 0,2 % de cette largeur avec un maximum de 0,Ol m; - est infrieure la largeur du chenal naturel. La portion non canalise du chenal en amont de la contraction doit nanmoins respecter les conditi

19、ons de 4.2.2.1 et 4.2.2.2. - sur les surfaces horizontales: pente de 0,l % (1 mm/m). 4.2.2.4 Les parois latrales verticales mnageant la contrac- tion en plan doivent tre disposes symtriquement par rapport a laxe du chenal et doivent, de prfrence, tre incurves sur La structure doit tre mesure ds son

20、achvement et inter- valles rguliers par la suite, et si ses dimensions scartent des dimensions thoriques de plus que les tolrances admissibles, le dbit doit tre calcul de nouveau. 2 ISO 4374 : 1990 (FI 4.4 Structure de mesurage mobile sur une distance au moins gale celle spcifie en 4.2.2.2. Le puits

21、 flotteur et lentre du chenal dapproche doivent aussi 4.4.1 Pour rpondre aux besoins de la gestion des eaux, il est ncessaire dans bien des cas de mesurer les dbits et aussi de rgler le niveau de leau ou le dbit au mme emplacement. La structure mixte de mesurage et de rglage fournit la solution la p

22、lus conomique. Le dversoir horizontal mobile seuil arrondi peut tre construit avec une seule glissire verticale dans laquelle la plaque de support de la crte du dversoir peut tre remonte ou abaisse selon le niveau de crte souhait. Une paroi de guidage verticale fonde sur le lit du chenal et parallle

23、 la plaque de support forme une barrire tanche pour le dversoir mobile. tre maintenus propres et exempts de dpts. La structure du dversoir doit tre maintenue propre et exempte de toute accumulation de dbris et on doit prendre soin, au cours du nettoyage, de ne pas endommager la crte du dversoir. 6 M

24、esure de la hauteur de charge 6.1 Caractristiques gnrales 4.4.2 Dans le cas o une chasse rgulire de sdiments est ncessaire, le dversoir peut tre construit avec deux glissires. Le dversoir mobile est plac dans la glissire aval et la glissire amont est quipe dune vanne de fond. Lors du mesurage du dbi

25、t, la vanne de fond est pose sur le lit. Pour assurer la chasse des sdiments dposs en amont du dversoir, la vanne peut tre ouverte en la reliant au dversoir mobile et en relevant ensemble le dversoir et la vanne. 6.1.1 En cas de mesures ponctuelles, la charge en amont de la crte du dversoir peut tre

26、 mesure laide dchelles limni- mtriques verticales ou inclines, de pointes limnimtriques recourbes ou droites, de sondes limnimtriques visuelles ou lectriques. En cas denregistrement en continu, il faut utiliser des limnigraphes. Lemplacement de la section de mesure de la hauteur de charge est indiqu

27、 en 7.2. 4.4.3 Le dversoir mobile deux glissires verticales est le type le plus couramment utilis. Ce dversoir tlescopique comprend deux plaques coulissantes et un dversoir mobile qui sont monts sur un chssis guide en acier de la facon suivante: 6.1.2 Plus la taille du dversoir et la hauteur de char

28、ge corres- pondante sont petites, plus les carts de construction, de rglage du zro et de lecture du dispositif de mesurage de la charge, mme petits, prennent dimportance relative. a) La vanne infrieure est bloque en place dans les condi- tions de fonctionnement et sert de bute suprieure pour le dver

29、soir mobile. b) La glissire suprieure est relie la vanne infrieure laide de deux feuillards en acier placs dans les rainures du chssis et agit comme un limiteur suprieur pour le dver- soir mobile. c) Le dversoir mobile est reli par deux feuillards en acier une poutrelle de levage horizontale. La crt

30、e du dversoir est horizontale dans les deux sens. Son arte amont est arrondie de telle facon que lcoulement ne dcolle pas. La figure 2 reprsente le dversoir horizontal seuil pais arrondi en tant que structure de mesurage et de rglage. 6.2 Puits de mesurage 6.2.1 II est habituel de mesurer la hauteur

31、 de charge dans un puits de mesurage spar pour rduire les effets des irrgulari- ts de surface. Dans ce cas, il est souhaitable galement de mesurer la hauteur de charge dans le chenal dapproche titre de vrification . 9 6.2.2 Le puits de mesurage doit tre vertical et de hauteur et/ou de profondeur suf

32、fisantes pour couvrir toute la gamme des niveaux deau, et avoir une hauteur minimale de 0,3 m au-dessus du niveau maximal escompt. lendroit recom- mand pour la mesure de la hauteur de charge, le puits doit tre raccord au chenal dapproche par une tuyauterie ou une fente. 4.5 Conditions en aval Les co

33、nditions en aval de la structure sont importantes parce quelles contrlent le niveau deau aval. Ce niveau est lun des facteurs qui dterminent si, au niveau du dversoir, Icoule- ment sera dnoy ou noy. II est donc essentiel de calculer ou de noter les niveaux deau aval sur toute la gamme des dbits et,

34、en fonction de ces renseignements, de prendre une dcision sur le type de dversoir utiliser et sa forme gomtrique. 6.2.3 Le puits et la tuyauterie de raccordement ou la fente doi- vent tre tanches et, lorsque le puits est prvu pour loger le flotteur dun limnigraphe, il doit tre de taille et de profon

35、deur suffisantes pour laisser un jeu au flotteur quel que soit le niveau de leau. Le flotteur ne doit pas se trouver moins de 0,075 m de la paroi du puits. 6.2.4 La tuyauterie ou la fente doivent avoir leur point le plus bas au moins 0,06 m en dessous du niveau le plus bas enre- gistrer. Elles doive

36、nt tre arases la paroi du chenal dappro- che et dboucher perpendiculairement celle-ci. La paroi du chenal dapproche doit tre uniforme et lisse (finition quivalant celle du bton soigneusement fini), sur une distance gale 10 fois le diamtre de la tuyauterie ou la largeur de la fente partir de laxe du

37、raccordement. La tuyauterie ne peut tre incli- ne par rapport la paroi que si elle est munie dun couvercle ou dune plaque affleurant la paroi et perce de trous, dont les bords ne doivent tre ni arrondis ni mats. 5 Entretien - Spcifications gnrales Lentretien du dispositif de mesurage et du chenal da

38、pproche est important pour assurer des mesurages prcis et continus. II est primordial que le chenal dapproche soit, dans la mesure du possible, maintenu propre et exempt de limon et de vgtation 3 ISO 4374 I 1990 (FI 6.2.5 Une profondeur de rserve doit tre prvue dans le puits pour empcher lchouage de

39、s flotteurs sur le fond ou sur les limons ou les dbris accumuls. Le puits de mesurage peut comporter une chambre intermdiaire de dimensions et de pro- portions similaires place entre lui et le chenal dapproche, pour permettre le dpt des limons et autres dbris un endroit o il est facile de les reprer

40、 et de les liminer. 6.2.6 Le diamtre de la tuyauterie de raccordement ou la lar- geur de la fente doivent tre suffisants pour permettre au niveau deau dans le puits de suivre les fluctuations en hausse ou en baisse de la hauteur de charge sans retard apprciable, mais aussi suffisamment petits, compt

41、e tenu des exigences dentretien, pour amortir les oscillations dues aux ondes de courte priode. 6.2.7 II nest pas possible de fixer des rgles strictes pour la dtermination de la taille de la tuyauterie de raccordement, car ce paramtre dpend des conditions particulires de Iinstalla- tion considre: pa

42、r exemple, si lemplacement est a dcouvert et donc expos aux vagues, si le diamtre du puits doit tre suf- fisant pour loger les flotteurs des limnigraphes. II est prfrable davoir un raccord plutt trop large que trop troit, car il est facile dajouter ultrieurement une restriction si lamortissement des

43、 ondes de courte priode ne se fait pas convenablement. II est gnralement suffisant davoir une tuyauterie de 100 mm de diamtre pour les mesures de dbit I?I situ. Un diamtre de 3 mm peut convenir pour les mesures prcises en coulement permanent en laboratoire. 6.3 Mglage du zbro 6.3.1 Pour obtenir une

44、bonne prcision globale, il est essentiel de rgler initialement le zro du systme de mesure de facon prcise par rapport au seuil du dversoir et de vrifier rgulire- ment ce rglage par la suite. 6.3.2 Un dispositif prcis de vrification du zro est nces- 7.2.1 saire. Le zro de linstrument doit tre rgl par

45、 rfrence La hauteur de charge sur le dversoir doit tre mesure directe au seuil du dversoir, et un enregistrement doit tre fait en un point situ suffisamment loin du seuil en amont pour ne des rglages effectus dans le chenal dapproche et dans le pas tre affecte par les effets dabaissement de la surfa

46、ce, puits de mesurage. Une vrification du zro base sur le niveau mais suffisamment proche, nanmoins, pour que la perte de deau (quand lcoulement cesse ou juste au moment o il com- charge entre la section de mesure et larte amont du dversoir mence) est sujette des erreurs importantes par suite des ef

47、fets puisse tre considre comme ngligeable. II est recommand de tension superficielle, elle est donc proscrire. de placer la section de mesure une distance comprise entre trois et quatre fois H, en amont du bloc du dversoir. 7 Dversoirs horizontaux seuil pais arrondi 7.1 Dfinition 7.1.1 Un dversoir normalis comporte un seuil vraiment plan et horizontal entre deux cules. Larte amont doit tre arrondie de manire ne pas provoquer de dcollement de lcoulement et larte aval doit tre a) soit arrondie, b) soit en pente oblique, c) soit verticale. Le dversoir doit tre plac perpendiculairement au s