How to measure stream flow rate/vi

Lưu lượng là tổng thể tích chất lỏng chảy qua một điểm cố định trên sông hoặc suối theo thời gian. Nó tương đương với tốc độ di chuyển của một thể tích chất lỏng như trong Hình 1. Lưu lượng thể tích có thể được đo bằng nhiều đơn vị thể tích/thời gian khác nhau, chẳng hạn như:
- Lít trên giây (L/s)
- Khối feet trên giây (ft³/s)
- Gallon mỗi phút (gal/phút)
- Mét khối trên giây (m³/s)
Có thể sử dụng các dụng cụ gia dụng hoặc đồng hồ đo chuyên dụng để xác định lưu lượng nước cho đường ống, hệ thống thoát nước thải và các thiết bị gia dụng. Người ta sử dụng dữ liệu lưu lượng cho các hệ thống thủy điện nhỏ , hệ thống xử lý nước thải , lưu vực nước mưa , kiểm toán nước , tốc độ lắng, thống kê mực nước ngầm và các thông tin liên quan đến nước khác . Để xác định lưu lượng nước của các vùng nước lớn hơn như sông lớn hoặc phía sau đập, người ta sử dụng đồng hồ đo. [ 1 ]
Trang này mô tả các phương pháp công nghệ thấp để xác định dòng chảy của các dòng suối và sông nhỏ, cũng như các công cụ khác có thể được sử dụng cho mục đích này.
Phương pháp 1: Phương pháp thùng

Phương pháp xô là một cách đơn giản để đo lưu lượng nước bằng các vật dụng gia đình. Phương pháp này cần có đồng hồ bấm giờ, một chiếc xô lớn và tốt nhất là hai đến ba người. Để đo lưu lượng nước bằng phương pháp xô:
- Đo thể tích của xô hoặc thùng chứa. Lưu ý rằng một xô 5 gallon thông thường thực tế thường nhỏ hơn 5 gallon.
- Tìm một vị trí dọc theo dòng suối có thác nước. Nếu không tìm thấy, có thể xây dựng thác nước bằng cách sử dụng đập tràn (xem Hình 4).
- Dùng đồng hồ bấm giờ, hãy đo thời gian thác nước đổ đầy xô nước. Bắt đầu bấm giờ cùng lúc với thời điểm xô bắt đầu đầy và dừng bấm giờ khi xô đầy. Không nên đổ đầy xô bằng cách giữ xô dưới mặt nước vì đây không phải là lưu lượng dòng chảy thực tế.
- Ghi lại thời gian cần thiết để đổ đầy xô.
- Lặp lại bước hai và ba khoảng sáu hoặc bảy lần rồi lấy giá trị trung bình. Tốt nhất là nên chạy thử vài lần trước khi ghi lại bất kỳ dữ liệu nào để có thể nắm được thời gian và các phép đo cần thiết.
- Chỉ loại bỏ dữ liệu nếu phát sinh các vấn đề lớn như mảnh vụn từ dòng chảy làm cản trở dòng chảy.
- Lưu lượng là thể tích của xô chia cho thời gian trung bình để đổ đầy xô. [ 2 ]
| Số thử nghiệm | Thời gian (giây) | Thể tích xô (gallon) |
|---|---|---|
| 1 | 13.2 | 5 |
| 2 | 14 | 5 |
| 3 | 14,5 | 5 |
| 4 | 13 | 5 |
| 5 | 13.4 | 5 |
| 6 | 13.1 | 5 |
Sau đây là một ví dụ sử dụng dữ liệu tìm được về lưu lượng dòng chảy của Jolly Giant Creek trên khu đất Cal Poly Humboldt : Sử dụng dữ liệu này, lưu lượng thể tích (Q) bằng thể tích của xô (V) chia cho thời gian trung bình (t).
Hỏi=v/t
Ở đâut=13.2S+14S+14.5S+13S+13.4S+13.1S6trTôiMộttôiS=13.5SecoNngàyS
Vì thết=13.5SecoNngàySVàV=5gMộttôitôioNS
Hỏi=Vt=5gMộttôitôioNS13.5SecoNngàyS=0.37gMộttôitôioNSSecoNngày
Vì vậy, lưu lượng là 0,37 gallon/giây hoặc Q = 0,37 gal/giây * 60 giây/phút = 22,2 gallon/phút.
Do đó lưu lượng (Q) là 22,2 GPM .
Phương pháp 2: Phương pháp float

Phương pháp phao (còn được gọi là phương pháp mặt cắt ngang) được sử dụng để đo lưu lượng dòng chảy của các dòng suối và sông lớn. Phương pháp này được tính bằng cách nhân diện tích mặt cắt ngang của dòng suối với vận tốc dòng nước. Để đo lưu lượng dòng chảy bằng phương pháp phao:
- Xác định một điểm trong dòng suối để làm mặt cắt ngang của dòng suối.
- Sử dụng thước mét hoặc một số dụng cụ đo khác, hãy đo độ sâu của dòng suối theo các khoảng cách đều nhau dọc theo chiều rộng của dòng suối (xem Hình 3). Phương pháp này tương tự như tính toán thủ công tổng Riemann cho chiều rộng của dòng sông.
- Sau khi thu thập dữ liệu này, hãy nhân từng độ sâu với khoảng thời gian đo được và cộng tất cả lại với nhau. Phép tính này chính là diện tích mặt cắt ngang của dòng suối.
- Quyết định độ dài của dòng suối, thường dài hơn chiều rộng của sông, để thả một vật thể nổi xuống (cam là lựa chọn tuyệt vời). [ 3 ]
- Sử dụng đồng hồ bấm giờ, đo thời gian phao di chuyển dọc theo chiều dài của dòng suối từ bước 4.
- Lặp lại bước năm 5-10 lần và xác định thời gian trung bình để phao di chuyển theo dòng nước. Ném phao xuống nước ở các khoảng cách khác nhau tính từ bờ để có được kết quả trung bình chính xác hơn.
- Chia chiều dài dòng nước tìm được ở bước 4 cho thời gian trung bình ở bước 6 để xác định vận tốc trung bình của dòng nước.
- Vận tốc tìm được ở bước 7 phải được nhân với hệ số hiệu chỉnh ma sát. Vì phần trên của dòng chảy chảy nhanh hơn phần dưới do ma sát với lòng suối, hệ số hiệu chỉnh ma sát sẽ cân bằng dòng chảy. Đối với đáy gồ ghề hoặc nhiều đá, hãy nhân vận tốc với 0,85. Đối với điều kiện nền đá nhẵn, lầy lội, cát hoặc mịn, hãy nhân vận tốc với hệ số hiệu chỉnh 0,9.
- Vận tốc đã hiệu chỉnh nhân với diện tích mặt cắt ngang sẽ cho ra lưu lượng dòng chảy theo thể tích/thời gian. (Hãy đảm bảo sử dụng đơn vị đo chiều dài/khoảng cách thống nhất khi đo tiết diện ngang và vận tốc, ví dụ mét, feet)
Phương pháp 3: Đập tràn
Đập tràn là những đập nhỏ có thể được sử dụng để đo lưu lượng dòng chảy cho các dòng suối có kích thước từ nhỏ đến trung bình (vài mét hoặc rộng hơn). Chúng cho phép nước tràn từ dòng suối đổ qua đỉnh đập tràn, tạo thành thác nước, như thể hiện trong Hình 4. Đập tràn làm tăng sự thay đổi độ cao khiến dòng chảy ổn định hơn, giúp phép đo lưu lượng dòng chảy chính xác hơn. Tuy nhiên, điều rất quan trọng là toàn bộ nước trong dòng suối phải được dẫn vào đập tràn để nó thể hiện chính xác lưu lượng dòng chảy. Điều quan trọng nữa là không để trầm tích tích tụ phía sau đập tràn. Đập tràn có đỉnh nhọn hoạt động tốt nhất. Có nhiều loại đập tràn khác nhau bao gồm đập tràn có đỉnh rộng, đập tràn có đỉnh nhọn, đập tràn kết hợp, đập tràn hình chữ V và đập tràn tổn thất năng lượng tối thiểu.

Phương pháp 4: Mét
Đồng hồ đo lưu lượng là thiết bị đo lưu lượng dòng chảy bằng cách đo trực tiếp dòng điện. Có nhiều loại đồng hồ đo khác nhau, nhưng phổ biến nhất là đồng hồ đo Pygmy, đồng hồ đo dòng xoáy, đầu dò lưu lượng và đồng hồ đo dòng điện, được mô tả dưới đây:
- Đồng hồ đo lưu lượng nước : một bánh xe quay theo dòng nước và tốc độ quay biểu thị vận tốc nước. Nó chủ yếu được sử dụng để đo lưu lượng xả. [ 4 ]
- Đồng hồ đo dòng xoáy : vận tốc tỷ lệ thuận với tần số hạ lưu của dòng xoáy và được đọc trên màn hình kỹ thuật số. Nó được sử dụng để đo lưu lượng trong đường ống. [ 5 ]
- Đầu dò lưu lượng : dòng chảy làm quay một cánh quạt gửi dữ liệu vận tốc nước đến màn hình hiển thị kỹ thuật số theo ft/giây hoặc m/giây [ 6 ]
- Máy đo dòng điện : xung điện tử xác định vận tốc nước. Có thể được sử dụng trong các vùng nước lớn như đại dương để đo dòng điện. [ 7 ]
Đọc thêm

Tài liệu tham khảo
- ↑ Engineers Edge. (2000). Lưu lượng thể tích chất lỏng - Lưu lượng chất lỏng. Truy cập ngày 28 tháng 10 năm 2009, từ trang web Engineer's Edge: http://www.engineersedge.com
- ↑ Trimmer, WL (tháng 9 năm 1994). Ước tính Lưu lượng Nước. Truy cập ngày 29 tháng 10 năm 2009, từ trang web của Đại học Bang Oregon: http://web.archive.org/web/20091122100921/http://extension.oregonstate.edu:80/catalog/pdf/ec/ec1369.pdf
- ↑ Wikipedia. (tháng 10 năm 2009). Streamflow. Truy cập ngày 28 tháng 10 năm 2009, từ trang web Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Streamflow
- ↑ Geo-Scientific Ltd. (2001). Đồng hồ đo lưu lượng và dòng chảy. Truy cập ngày 7 tháng 11 năm 2009, từ trang web của Geo-Scientific Ltd.: http://www.geoscientific.com/flowcurrent/index.html
- ↑ Công ty Xuất bản Cahner. (1984, ngày 21 tháng 11). Lưu lượng kế chất lỏng. Truy cập ngày 28 tháng 10 năm 2009, từ trang web của Omega Engineering: http://web.archive.org/web/20170909023441/http://www.omega.com:80/techref/flowcontrol.html
- ↑ Geo Scientific Ltd. (2001). Global Flow Probe. Truy cập ngày 7 tháng 11 năm 2009, từ trang web của Geo Scientific Ltd.: http://www.geoscientific.com/flowcurrent/Flow_Probe.html
- ↑ Geo Scientific Ltd. (2001). Máy đo dòng chảy Swoffer. Truy cập ngày 4 tháng 11 năm 2009, từ trang web của Geo Scientific Ltd.: http://www.geoscientific.com/flowcurrent/Swoffer2100_CurrentMeter.html
| Tác giả | Lonny Grafman , Monica Napoles , Andrew Collins-Anderson , Nathan Hawk |
|---|---|
| Giấy phép | CC-BY-SA-3.0 |
| Các tổ chức | Cal Poly Humboldt |
| Trích dẫn như | Lonny Grafman , Monica Napoles , Andrew Collins-Anderson , Nathan Hawk (2009–2025). "Cách đo lưu lượng dòng chảy" . Appropedia . Truy cập ngày 11 tháng 7 năm 2025 . |