하천 유량을 측정하는 방법

흐름은 시간이 지남에 따라 강이나 하천의 고정된 지점을 지나 흐르는 유체의 총 부피입니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 유체의 부피가 이동하는 속도와 비슷합니다. 체적 유량은 다음과 같은 다양한 체적/시간 단위로 측정할 수 있습니다.

• 초당 리터 (L / s)
• 초당 입방 피트 (ft³/s)
• 분당 갤런 (갤런 / 분)
• 초당 입방 미터 (m³/s)

가정용 도구 또는 특수 계량기를 사용하여 파이프, 하수 시스템 및 가전 제품의 유량을 찾을 수 있습니다. 사람들은 미세 수력 시스템, 폐수 시스템, 빗물 집수, 수질 감사, 침전률, 지하수면 통계 및 기타 물 관련 정보에 유량 데이터를 사용합니다. 주요 강이나 댐 뒤와 같은 더 큰 수역의 흐름을 찾기 위해 미터가 사용됩니다. ^[1]

이 페이지에서는 작은 개울과 강의 흐름을 결정하는 낮은 기술 방법과 이러한 목적으로 사용할 수있는 기타 도구에 대해 설명합니다.

방법 1 : 버킷 방법

버킷 방법은 가정 용품을 사용하여 유량을 측정하는 간단한 방법입니다. 스톱워치, 큰 양동이, 바람직하게는 2-3 명이 필요합니다. 버킷 방법을 사용하여 유량을 측정하려면:

1. 버킷 또는 컨테이너의 부피를 측정하십시오. 일반적인 5갤런 버킷은 실제로 5갤런 미만인 경우가 많습니다.
2. 개울을 따라 폭포가있는 위치를 찾으십시오. 아무것도 찾을 수 없으면 둑을 사용하여 폭포를 만들 수 있습니다 (그림 4 참조).
3. 스톱워치를 사용하여 폭포가 양동이에 물을 채우는 데 걸리는 시간을 측정하십시오. 버킷이 채워지기 시작할 때 스톱워치를 동시에 시작하고 버킷이 채워지면 스톱워치를 중지합니다. 버킷은 실제 유속이 아니기 때문에 하천 표면 아래로 잡고 채워서는 안됩니다.
4. 버킷을 채우는 데 걸리는 시간을 기록합니다.
5. 2 단계와 3 단계를 약 6-7 회 반복하고 평균을 취하십시오. 필요한 타이밍과 측정에 대한 느낌을 얻을 수 있도록 데이터를 기록하기 전에 몇 번의 시운전을 수행하는 것이 좋습니다.
6. 흐름을 방해하는 스트림의 파편과 같은 주요 문제가 발생하는 경우에만 데이터를 제거하십시오.
7. 유량은 버킷의 부피를 버킷을 채우는 데 걸린 평균 시간으로 나눈 값입니다. ^[2]

흐름에 대한 버킷 방법 데이터(예)

평가판 번호	시간(초)	버킷 부피(갤런)
1	13.2	5
2	14	5
3	14.5	5
4	13	5
5	13.4	5
6	13.1	5

다음은 Cal Poly Humboldt 부지에있는 Jolly Giant Creek의 유속에 대해 발견 된 데이터를 사용한 예입니다. 이 데이터를 사용하여 체적 유량 (Q)은 버킷의 부피 (V)를 평균 시간 (t)으로 나눈 값과 같습니다.

Q=안으로/t{\displaystyle Q=v/t}

어디 t=13.2s+14s+14.5s+13s+13.4s+13.1s6tr나는als=13.5s그리고c또는nds{\displaystyle t={\frac {13.2s+14s+14.5s+13s+13.4s+13.1s}{6trials}}=13.5seconds}

그렇게 t=13.5s그리고c또는nds{\displaystyle t=13.5seconds} 그리고 안으로=5gall또는ns{\displaystyle V=5gallons}

Q=안으로t=5gall또는ns13.5s그리고c또는nds=0.37gall또는nss그리고c또는nd{\displaystyle Q={\frac {V}{t}}={\frac {5gallons}{13.5seconds}}=0.37{\frac {gallons}{second}}}

따라서 유속은 0.37갤런/초 또는 Q = 0.37갤런/초 * 60초/분 = 22.2갤런/분입니다.

따라서 유량(Q)은 22.2GPM입니다.

방법 2 : 부동 소수점 방법

플로트 방법 (단면 방법이라고도 함)은 더 큰 하천과 강의 유속을 측정하는 데 사용됩니다. 하천의 단면적에 물의 속도를 곱하여 발견됩니다. float 방법을 사용하여 유량을 측정하려면:

1. 하천에서 하천의 단면 역할을 할 지점을 찾습니다.
2. 미터 스틱 또는 다른 측정 수단을 사용하여 하천의 너비를 따라 동일한 간격으로 하천의 깊이를 측정합니다 (그림 3 참조). 이 방법은 강의 너비에 대한 리만 합계를 손으로 계산하는 것과 유사합니다.
3. 이 데이터가 수집되면 각 깊이에 취한 간격을 곱하고 모든 양을 합산합니다. 이 계산은 스트림의 단면적 영역입니다.
4. 일반적으로 강의 너비보다 긴 개울의 길이를 결정하여 떠 다니는 물체를 아래로 보냅니다 (오렌지는 훌륭하게 작동합니다). ^[3]
5. 스톱워치를 사용하여 플로트가 4단계부터 스트림 길이를 따라 이동하는 데 걸리는 시간을 측정합니다.
6. 5단계를 10-<>회 반복하고 플로트가 스트림을 이동하는 데 걸리는 평균 시간을 확인합니다. 보다 정확한 평균을 얻으려면 해안선에서 다른 거리에있는 물에 부유물을 던지십시오.
7. 4단계에서 찾은 스트림 길이를 6단계의 평균 시간으로 나누어 스트림의 평균 속도를 결정합니다.
8. 7단계에서 찾은 속도에 마찰 보정 계수를 곱해야 합니다. 하천의 상단은 하천 베드와의 마찰로 인해 하단보다 빠르게 흐르기 때문에 마찰 보정 계수가 흐름을 균일하게 합니다. 거칠거나 바위가 많은 바닥의 경우 속도에 0.85를 곱합니다. 매끄럽거나 진흙 투성이이거나 모래가 많거나 매끄러운 기반암 조건의 경우 속도에 보정 계수 0.9를 곱합니다.
9. 수정된 속도에 단면적을 곱하면 부피/시간의 유량이 생성됩니다. (단면과 속도를 측정할 때 길이/거리의 일관된 단위를 유지하십시오(예: 미터, 피트).

방법 3 : 위어

둑은 중소 규모 하천(몇 미터 이상)의 유속을 측정하는 데 사용할 수 있는 소형 댐입니다. 그들은 그림 4에서 볼 수 있듯이 개울의 범람이 둑 꼭대기에 쏟아져 폭포를 만듭니다. 둑은 고도 변화를 증가시켜 유류를 보다 일관되게 만들어 유량 측정을 보다 정확하게 만듭니다. 그러나 하천의 흐름을 정확하게 표현하기 위해 하천의 모든 물이 둑으로 향하는 것이 매우 중요합니다. 둑 뒤에 침전물이 쌓이지 않도록하는 것도 중요합니다. 날카로운 볏이있는 둑이 가장 잘 작동합니다. 넓은 볏이있는 둑, 날카로운 볏이있는 둑, 조합 둑, V- 노치 둑 및 최소 에너지 손실 둑을 포함하는 다양한 유형의 둑이 있습니다.

방법 4 : 미터

미터는 전류를 직접 측정하여 스트림 흐름을 측정하는 장치입니다. 다양한 유형의 미터가 있지만 가장 일반적인 것은 아래에 설명 된 피그미 미터, 와류 미터, 유량 프로브 및 전류 미터입니다.

• 

  피그미 미터: 바퀴는 물의 흐름에 의해 회전하고 회전 속도는 물의 속도를 나타냅니다. 주로 방전 측정에 사용됩니다. ^[4]

• 

  와류 측정기: 속도는 와류 흐름의 다운스트림 주파수에 비례하며 디지털 판독값에서 판독됩니다. 파이프의 유량을 측정하는 데 사용됩니다. ^[5]

• 

  유량 프로브: 유량은 유량 데이터를 ft/s 또는 m/s 단위의 디지털 판독 디스플레이로 보내는 프로펠러를 회전시킵니다^[6]

• 

  전류 미터: 전자 펄스가 유속을 결정합니다. 바다와 같은 큰 수역에서 전류를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. ^[7]

추가 정보

• 위키백과:체적 유량
• 체적 유량 측정

참조