ISO TR 11328-1994 Measurement of liquid flow in open channels equipment for the measurement of discharge under ice conditions《明渠水流测量 在结冰条件下流出测量设备》.pdf

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1、RAPPORT Iso TECHNIQUE TR 11328 Premire dition 1994-04-I 5 Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Equipement pour le mesurage du dbit en prsence de glace Measurement of liquid flow in open channels - Equipmen t for the measurement of discharge under ice conditions Numro de rfrence IS

2、O/TR 11328: 1994(F) ISO/TR 11328:1994(F) Sommaire 1 Domaine dapplication . 2 Rfrences 3 Dfinitions 4 quipement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 quipement p

3、our la mthode dexploration du champ des vitesses 4.2 Mthodes de dilution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Dtermination du dbit au moyen de dversoirs chancrures, de dversoirs et de can

4、aux jaugeurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 ISO 1994 Droits de reproduction r - type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de dvelop- pement technique ou lorsque, pour toute autre raison, la possibilit dun acc

5、ord pour la publication dune Norme internationale peut tre envisage pour lavenir mais pas dans limmdiat; - type 3, lorsquun comite technique a reuni des donnees de nature dif- frente de celles qui sont normalement publies comme Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur lta

6、t de la technique, par exemple). Les rapports techniques des types 1 et 2 font lobjet dun nouvel examen trois ans au plus tard aprs leur publication afin de dcider ventuellement de leur transformation en Normes internationales. Les rapports techniques du type 3 ne doivent pas necessairement tre rvis

7、s avant que les don- nes fournies ne soient plus juges valables ou utiles. LISO/TR 11328, rapport technique du type 3, a t elabor par le comite technique lSO/TC 113, Dterminations hydromtriques, sous-comit SC 5, Instruments et quipement pour les mesures de dbbit. . . . III Page blanche RAPPORT TECHN

8、IQUE SO ISOJTR 11328:1994(F) Mesure de dbit des. liquides. dans. les. canaux dcouverts - quipement pour le mesurage du dbit en prsence de glace 1 Domaine dapplication Le prsent rapport technique traite de lquipement utilis pour mesurer le dbit des liquides dans les rivires et les canaux sous conditi

9、ons de glace. II ne spcifie pas les techniques de mesurage et de calcul dont soccupent diverses normes internationales. LIS0 9196 en particulier traite des mthodes de mesurage du dbit sous la glace et le prsent rapport technique est destin tre utilis en association avec IISO 9196. La technique la pl

10、us courante pour dterminer le dbit dans des conditions de glace met en uvre une variante de la mthode dexploration du champ des vitesses. Le prsent rapport ne traite que de lquipement spcial ncessaire pour traverser la couche de glace et calculer la section mouille, la vitesse et autres informations

11、 utiles la dtermination du dbit sous la glace. 2 Rfrences ISO 772:1988 ISO 1100-l :1981 ISO 11 OO-2:1982 ISO 2537:1988 ISO 3454:1983 ISO 3455:1976 ISO 9196:1992 Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mthode dexploration du champ des vitesses. Mesure de dbit des liquides dans les can

12、aux dcouverts - Vocabulaire et symboles. Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Partie 1 : Etablissement et exploitation dune station de jaugeage. Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Partie 2: Dtermination de la relation hauteur-dbit. Mesure de dbit des liquides

13、dans les canaux dcouverts - Moulinets coupelles ou hlice. Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Matriel de sondage et de suspension pour le mesurage direct de la profondeur. Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Etalonnage des moulinets lment rotatif en bassins dc

14、ouverts rectilignes. Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mesurage de dbit dans des conditions de glace. Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mthodes de dilution en rgime permanent utilisant des traceurs - Partie 1 : Gnralits. l) publier. ISO/TR 11328: 1994(F) 0

15、 IS( ISO 95552:1992 Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mthodes de dilution en rgime permanent utilisant des traceurs - Partie 2 : Traceurs radioactifs. ISO 9555-3:1992 Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mthodes de dilution en rgime permanent utilisant des tr

16、aceurs - Partie 3 : Traceurs chimiques. ISO 9555-4: 1992 Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mthodes de dilution en rgime permanent utilisant des traceurs - Partie 4 : Traceurs fluorescents. 3 Dfinitions Pour les besoins du prsent rapport technique, les dfinitions donnes dans IIS

17、O 772 et les dfinitions suivantes sappliquent. 31 glace de fond : Accumulation de glace spongieuse ou boueuse, qui adhre au fond du lit dun cours deau. 32 sorbet : Fines aiguilles ou lamelles de glace suspendues dans leau qui se forment par la surfusion de leau trs agite. 33 glace boueuse : Bloc de

18、glace qui sest dtach du fond, ou sorbet flottant ou accumul sous une couverture de glace. 34 glace superficielle : Plaque de glace forme la surface dun lac ou dune rivire - dsigne galement sous le nom de couverture ou plaque de glace. 4 Equipement . 41 . Equipement pour la mthode dexploration du cha

19、mp des vitesses 4.1 .l Equipement pour casser la glace Les conditions hivernales ncessitent un quipement spcial pour creuser des trous dans la glace afin de permettre des observations des profondeurs et des vitesses. 4.1.1.1 Ciseaux glace Divers ciseaux glace ont t dvelopps pour creuser des trous ma

20、nuellement dans la glace afin deffectuer des mesurages au moulinet, enlever la glace autour des plaques limnimtriques et retirer de petites quantits de glace du rivage au dbut de la prise en glace ou des dversoirs et canaux jaugeurs. On les utilise galement pour tester la scurit de la glace. Les cis

21、eaux font environ 1,2 1,6 mtres de long, avec des lames de 70 100 mm de large. On recommande un ciseau pesant de 5 6 kg. Ils peuvent tre entirement en mtal ou avoir une lame en mtal avec un manche en bois. La lame doit approximativement avoir 75 mm de large et tre usine avec une arte plate un seul b

22、iseau. Un manche en “D” est recommand car il vite que lappareil ne glisse des mains de loprateur. Lextrmit tranchante du ciseau doit toujours tre bien aiguise. 2 0 ISO ISO/TR 11328: 1994(F) 4.1.1.2 Forets glace manuels Divers forets glace manuels sont disponibles pour percer des trous dans la glace,

23、.afin de mesurer les profondeurs et dobtenir des relevs des vitesses. Les tailles recommandes vont de 125 200 mm environ. Les forets glace manuels ont tendance smousser trs rapidement lorsquils sont utiliss dans de la glace prsentant une forte teneur en sdiments. 4.1.1.3 Forets glace mcaniques Diver

24、s forets glace essence sont commercialiss et conviennent pour percer des trous dans la couverture d.e glace pour le mesurage du dbit. La plupart utilisent des moteurs 2,temps refroidissement par air de 1 800 3 000 watts Une bote de vitesses et un embrayage centrifuge sont indispensables afin que la

25、mche ne-soit en rotation que moteur acclr. On recommande de grouper moteur, engrenage, embrayage, rservoir, manettes et commandes en une seule unit dsigne sous le nom de “bloc dalimentation” ou “tte dalimentation” que lon pourra facilement retirer du foret. Le foret sera gnralement une perche ou un

26、tube ailettes muni dune mche ayant des configurations diverses ct coupant de lassemblage. On recommande un foret de 0,75 m de long. Le diamtre de ces assemblages est gnralement de 150 200 mm mais peut atteindre 300 mm. On recommande dutiliser des dents interchangeables car elles peuvent tre facileme

27、nt endommages au cours de la plupart des utilisations sur site. 4.1.2 Moulinets LISO 2537 dcrit les moulinets coupelles et hlice. Ces types de moulinets sont frquemment utiliss pour mesurer la vitesse sous une couverture de glace. Le fonctionnement dans la glace boueuse peut entraner lobstruction de

28、s lments rotatifs rendant ainsi les lectures inexactes. Pour lhiver, on a transform le moulinet coupelles en moulinet ailette ouverte. Llargissement d-e lespace entre les parties rotatives-a t conu pour faciliter le passage de la boue. Le moulinet est toutefois peu performant faible vitesse et nest

29、pas recommand pour des vitesses infrieures 0,15 mk. De faon gnrale, lutilisation de ce type de moulinet est par ailleurs dconseille. Tous les moulinets lment rotatif sont susceptibles de se prendre en .glace lorsquils passent dun trou de glace dans le suivant. II est donc important de les dplacer ra

30、pidement et, dans les cas extrmes, de chauffer directement le moulinet oude verser de leau chaude dessus avant de labaisser dans le trou suivant. Dans les cas moins extrmes et lors dun coulement rapide, laction de leau et de sa temprature lgrement au-dessus du point de conglation librera la glace. S

31、i la temprature de I.air est extrmement froide, on peut utiliser des dispositifs chauffs pour empcher le moulinet de se congeler entre les trous. II convient que lutilisateur sassure que le moulinet fonctionne normalement avant dentamer une observationdes vitesses. 4.1.3 Equipement -de mesurage de l

32、a profondeur On utilise divers systmes de perche et de cble pour mesurer la profondeur totale de leau et lpaisseur de la glace, ncessaires pour calculer la profondeur effective de leau qui scoule ainsi que pour maintenir le moulinet lemplacement appropri pour les observations des vitesses. 3 ISO/TR

33、11328:1994(F) 4.7.3.7 Perches Diverses perches supports sont disponibles pour mesurer la profondeur et maintenir les moulinets. La plage de teurs diamtres va de 12,5 25 mm. La perche peut tre de longueur fixe, gnralement 1,O m, ou peut se composer de plusieurs segments courts assembls, en gnral de 1

34、,O 3,0 m de long. Les perches peuvent.tre du mme type que celles utilises pour les mesurages en eau ouverte, tre spcialement conues pour tre utilises sous la glace ou tre des variantes des dispositifs en eau ouverte. II est recommand dquiper les perches dun “pied glace”, dispositif destin .protger l

35、e moulinet et aider dterminer la profondeur de la surface infrieure de la plaque de glace. La longueur maximale de perche susceptible dtre utilise dpend en premier lieu de la vitesse de leau mais aussi du diamtre et du matriau de la perche. Des considrations pratiques limiteront la longueur et le po

36、ids de la perche utilisable. Les perches doivent tre gradues pour mesurer la profondeur de leau en mtres. La plus petite unit de graduation doit tre de 10 mm. 4.1.3.2 Equipement de suspension par cble (treuil) Lquipement de suspension par cble se compose dun treuil de sondage sur lequel senroule un

37、cble spcial pouvant transmettre des signaux lectriques du moulinet. Cet quipement est identique celui utilis pour les mesurages en eau .ouverte. Lorsquil est utilis pour des mesurages partir de la couverture de glace, le.treuil de sondage peut tre mont sur .divers supports, y compris des porte-treui

38、l ou des traneaux. Pour des sections extrmement froides, des traneaux ferms pourront comporter des accessoires de chauffage du moulinet. II nexiste pas de configuration normalise pour cet quipement. 4.1.3.3 Equipement de suspension par cble (lignes manuelles) Des cbles de suspension manuels peuvent

39、tre utiliss pour le mesurage du dbit sous la couverture de glace. La configuration et lutilisation sont identiques celles rencontres dans les conditions deau ouverte. 4.1.3.4 Equipement de suspension par cble (saumons) On peut utiliser des saumons normaliss pour mesurer le dbit sous la glace ; la ta

40、ille de lquipement ncessite toutefois le percement dun trou suffisamment large pour recevoir le saumon ou le forage de deux trous laide d!un foret mcanique et llimination de la glace entre eux. Divers saumons spciaux ayant des tailles capables de traverser un trou de glace de 200 mm de diamtre sont

41、susceptibles dtre utiliss. Ces saumons sont moins arodynamiques du fait quils sont courts et ils ne sont donc pas aussi performants hautes vitesses que les saumons de forme traditionnelle. Ils psent entre 8 et 16 kg. Diverses variantes pliantes de barres suspendues peuvent tre utilises pour permettr

42、e denfoncer les assemblages traditionnels saumon/moulinet dans des trous de glace de 200 mm de diamtre. Ils prsentent tavantage dune plus grande stabilit et accroissent lexactitude des mesurages du dbit qui en rsultent. II convient dvaluer individuellement chaque configuration de saumon et de moulin

43、et avant de les utiliser sur le site. 0 ISO ISO/TR 11328: 1994(F) 4.1.4 Equipement de mesurage de la largeur Lquipement de mesurage de la largeur du cours deau ncessaire au calcul de la section mouille se compose de cbles de reprage, de bandes et instruments divers qui sont identiques ceux utiliss p

44、our les mesurages en eau ouverte. Ils ne sont pas dcrits ici. 4.1.5 Equipements divers Divers quipements ont t dvelopps au fil du temps pour les conditions difficiles de la priode hivernale. 4.1.5.1 Limnimtre dpaisseur de la glace Cet appareil est utilis pour dterminer lemplacement du fond de la gla

45、ce ou de la couche de boue frquente sous la couverture de glace. Les limnimtres glace se composent dun tube lger en aluminium ou dun bton en bois (denviron 20 mm x 25 mm x 1 m) avec un crochet en IL” une extrmit. Le corps est gradu en units compatibles avec les perches supports dcrites plus haut. Lo

46、prateur insre lextrmit en “L” dans le trou de glace, et le tourne tout en le levant et en labaissant jusqu localisation de linterface eau-boue ou eau-glace, et lit la distance sur le bton ou le tube talonn. Cette valeur, consigne dans les notes prises sur le terrain, sert calculer la profondeur effe

47、ctive. 4.1.5.2 Dispositif den/vement de la boue On utilise divers dispositifs du genre tamis pour retirer la boue du trou avant dintroduire le moulinet dans leau. Certains comportent des manches talonns et peuvent servir de limnimtres dpaisseur de la glace, comme dcrit plus haut. 4.1.5.3 Perce-boue

48、Les perce-boue sont utiliss pour extraire des trous la boue accumule en grande quantit avant dintroduire les moulinets. Le perce-boue se compose dune tige en aluminium de 1,3 m de long passant au centre dune srie de disques en aluminium fixs sur cette tige (gnralement souds) intervalles de 0,3 m. Lextrmit pntrante est un