ISO 9196-1992 Liquid flow measurement in open channels flow measurements under ice conditions《明渠水流测量 结冰状态下的水流测量》.pdf

1、NORME INTERNATIONALE Premire dition 1992-03-O 1 Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mesurage de dbit dans des conditions de glace Liquid t7ow meas ice conditions urement in open channels - Flow measurements under Numro de rfrence ISO 9196:1992(F) ISO 9196:1992(F) Avant-propos LIS

2、O (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 int- ress par une tude a le droit de faire partie

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

4、ue. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techni- ques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. La Norme internationale ISO 9196 a t labore par le comit techni- que

5、 ISO/TC 113, Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcou- verts, sous-comit SC 7, Problmes spciaux et mthodes de mesurage. 0 ISO 1992 Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre repro- duite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectroni

6、que ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. Organisation internationale de normalisation Case Postale 56 l CH-1211 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse ii NORME INTERNATIONALE ISO 9196:1992(F) Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mesurag

7、e de dbit dans des conditions de glace 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale traite de la me- sure de dbit des liquides dans les rivires et les canaux dans des conditions de glace et fournit des renseignements supplmentaires ceux qui figurent dans des Normes internationales publies

8、prala- blement. , La prsente Norme internationale ne prescrit pas les instruments et le matriel de mesure qui sont traits dans dautres Normes internationales. 2 Rfrences normatives Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrence qui en est faite, constituent des dispos

9、itions valables pour la pr- sente Norme internationale. Au moment de la pu- blication, les ditions indiques taient en vigueur. Toute norme est sujette rvision et les parties prenantes des accords fonds sur la prsente Norme internationale sont invites rechercher la possibilit dappliquer les ditions l

10、es plus rcentes des normes indiques ci-aprs. Les membres de la CEI et de IISO possdent le registre des Normes internationales en vigueur un moment donn. ISO 555-1:1973, Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mthodes de dilution pour le mesurage du dbit en rgime permanent - Partie 1.

11、1 Mthode dinjection dbit constant. ISO 555.2:1987, Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mthodes de dilution pour le mesurage du dbit en rgime permanent - Partie 2: Mthode par intgration. ISO 748:1979, Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mthodes dexploration du

12、champ des vitesses. ISO 772:1988, Mesure de dbit des liquides dans /es canaux dcouverts - Vocabulaire et symboles. ISO 1 IOO-2:1982, Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Partie 2: Dtermination de la relation hauteur-dbit. ISO 1438-1:1980, Mesure de dbit de /eau dans les canaux dco

13、uverts au moyen de dversoirs et de canaux Venturi - Partie 1: Dversoirs en mince pa- roi. ISO 3846:1989, Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts au moyen de dversoirs et de canaux-jaugeurs - Dversoirs rectangulaires seuil pais. ISO 3847:1977, Mesure de dbit des liquides dans les canaux

14、 dcouverts au moyen de dversoirs et de canaux jaugeurs - Mthode dvaluation du dbit par dtermination de la profondeur en bout des chenaux rectangulaires dversement dnoy. ISO 435911983, Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Canaux jaugeurs col rectan- gulaire, col trapzodal et col en

15、 U. ISO 436011984, Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts au moyen de dversoirs et de canaux jaugeurs - Dversoirs profil triangulaire. ISO 4377:1990, Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Dversoirs en V ouvert. ISO 516811978, Mesure de dbit des fluides - Calcul de le

16、rreur limite sur une mesure de dbit. OMM (Organisation mtorologique mondiale), Note technique no 117 (OMM no 280) Utilisation de dversoirs et de canaux jaugeurs pour le jaugeage en rivire. 1 ISO 9196:1992(F) 3 Dfinitions Pour les besoins de la prsente Norme internatio- nale, les dfinitions donnes da

17、ns IISO 772 sappli- quent. 4 Mthode de mesure de dbit deau dans des conditions de glace Les dbits deau peuvent tre mesurs dans des conditions de glace par les mthodes dexploration du champ des vitesses, les mthodes de dilution et au moyen de dversoirs chancrures, de dversoirs et de canaux jaugeurs.

18、4.1 Mthode dexploration du champ des vitesses Le principe de cette mthode est dcrit dans IISO 748. Dans le cas de canaux dont la surface est couverte dune couche de glace, on prend comme aire de la section de lcoulement laire limite par le profil du lit (ou primtre mouill) et le bord infrieur de la

19、couverture de glace ou de la boue. Quand lcoulement a lieu entre les couches de glace, laire de la section comprend galement laire limi- te par la couche infrieure de glace et la surface infrieure de la couverture de glace ou de boue. 4.1 .l Choix de Iemplacement Les mesurages de dbit dans des condi

20、tions de glace sont gnralement effectus au mme em- placement o sont effectus les mesurages de dbit dans les canaux dcouverts. Lemplacement peut ne pas convenir pour les observations si a) plus de 25 % de la section est remplie de boue qui nest pas rgulirement rpartie sur la sec- tion; W les zones se

21、ction; mortes occupent plus de 10 % de la c) il existe de vastes zones avec des vitesses dcoulement trs faibles (infrieures 8 0,3 m/s) qui ne peuvent pas tre mesures avec des moulinets; d) il est situ dans la zone de remous en aval dun em bcle; e) il existe une vaste zone deau ouverte qui reste dgel

22、e pendant tout lhiver (mais voir 4.1.7); f) il existe des givrages par suite de la conglation de leau scoulant travers des fissures sur la surface de la couverture de glace indiquant une dbcle ventuelle de la glace. Pendant la priode deau ouverte, cest-dire la priode o nexiste pas de couverture de g

23、lace, il est prfrable de choisir dautres emplacements pour les mesurages du dbit deau et de les mar- quer sur les rives. Aprs la stabilisation de la cou- verture de glace au bief choisi pour les mesurages, il est ncessaire deffectuer un lev prliminaire pour choisir un profil longitudinal de longueur

24、 gale plusieurs largeurs et de forer un nombre conve- nable de trous le long du profil en vue de dterminer la prsence de boue et sa rpartition. En cas de prsence de boue dans les canaux et lorsquil nest pas possible de choisir un autre bief de mesure, lemplacement doit tre choisi au centre dun bief

25、uniforme. Aprs le choix prliminaire de lemplacement, qua- tre ou cinq trous doivent tre forcs travers la ri- vire des distances gales en vue de dterminer sil existe une distribution rgulire des vitesses ainsi que dtablir lpaisseur de la boue et de la glace sur la section. Les emplacements prsentant

26、de la boue sparant la rivire en des cours deau spars doivent tre vits. Des canaux ayant un coulement anastomos et qui pendant la priode deau ouverte ne conviennent pas aux mesurages de dbit par suite de la multitude de canaux, peu- vent convenir dans des conditions dhiver, tant donn que les canaux p

27、eu profonds peuvent tre bouchs par la glace ou la boue, laissant le canal principal dbouch et coulant. 4.1.2 Frquence du mesurage du dbit deau La frquence du mesurage du dbit deau pendant la priode hivernale doit tre choisie pour permettre dassurer une estimation fiable du dbit. Lorsque des conditio

28、ns de couverture de glace stable exis- tent, des mthodes dinterpolation hydraulique de lcoulement pendant lhiver, peuvent tre utilises. Toutefois, dans des conditions difficiles (telles que couverture de glace instable et conglation incom- plte), les mesurages doivent tre effectus aussi souvent que

29、possible parce que dans ces condi- tions, le dbit est calcul par interpolation des d- bits observs. Le moment auquel doit tre effectu le mesurage du dbit journalier doit tre dtermin partir des donnes exprimentales de facon sassurer quun mesurage de dbit, le plus proche possible de la valeur moyenne

30、journalire dans les rivires prsentant des variations journalires de dbit, est obtenu. 4.1.3 glace Mesurage de lpaisseur de la couverture de Lpaisseur de la couverture de glace doit tre me- sure laide de btons de mesurage de glace qui sont abaisss dans les trous fors la main ou laide de forets mcaniq

31、ues. Une indication zro peut galement tre obtenue. 2 ISO 9196:1992(F) 4.1.4 Mesurage de la profondeur de la boue Dans le cas de faible profondeur de la boue, les mesurages peuvent tre effectus laide dun b- ton de mesurage de glace. La profondeur de la boue est indique par une variation de la rsistan

32、ce la rotation du bton vers la droite et vers la gauche quand il est remont, cest-dire la rsistance la rotation augmente, lorsque la couche de boue est atteinte. Lorsque la couche de boue est plus paisse, les mesurages peuvent tre effectus de la mme manire laide dune tige spciale avec une plaque dar

33、rt ou un disque perfor attach son extrmit. Des moulinets sont souvent utiliss pour les mesurages de la profondeur de la boue. Le moulinet est abaiss en dessous de la couche de boue et ensuite il est soulev graduellement jusqu ce quune indication zro soit obtenue. II faut, tou- tefois, garder lesprit

34、 que la profondeur de boue relle peut tre dans une certaine mesure plus fai- ble que celle obtenue par des mesurages, du fait quune indication zro sera galement obtenue lorsque la vitesse de lcoulement ralentit 0,03 m/s 0,04 m/s. 4.1.5 Dtermination de la profondeur effective Dans un canal recouvert

35、de glace, la profondeur ef- fective est calcule en soustrayant la distance entre la surface de leau et le fond de la couche de glace ou de boue de la profondeur totale. La profondeur totale de leau dans le canal est mesure laide dune perche ou dun saumon suspendu un cble et abaiss laide dun treuil;

36、cette dernire m- thode est identique aux mesurages de profondeur effectus partir dun canot dans des conditions de canal dcouvert. 4.1.6 Mesurages de la vitesse de lcoulement 4.1.6.1 Utilisation de moulinets dans des conditions dhiver Les mesurages de la vitesse de lcoulement sont effectus laide de m

37、oulinets qui sont abaisss dans des trous percs dans la couverture de glace. Un quipement spcial a t mis au point (par exemple, dispositif bras rotatif, voir figure 1) pour pouvoir abaisser verticalement le moulinet dans un trou et ensuite le placer dans une position horizon- tale. Lorsquil existe un

38、 trou assez profond et large, un moulinet normalis avec des poids suspendus ou bien un moulinet suspendu une perche peut tre abaiss directement dans une position hori- zontale. Le moulinet peut tre abaiss laide dune perche, dun cble fonctionnement manuel (pour les profondeurs faibles) ou dun quipeme

39、nt sus- pendu un cble (pour des profondeurs de plus de 3 m 4 m). Lors des mesurages de la vitesse, le dispositif qui maintient doit tre situ prs du ct amont du trou et doit tre tenu de faon rigide au bord suprieur du trou pour viter linfluence de la pulsation du niveau vertical. Pour empcher le moul

40、inet de se congeler lorsquil est dplac dun emplacement de mesure un au- tre, il peut tre plac dans un seau contenant de leau chaude ou dans un caisson air chaud. Dans les emplacements de mesure peu profonds, lorsque le moulinet est abaiss laide dune perche nayant aucune ailette de queue, il faut vei

41、ller ce que le moulinet soit dans une position correcte par rapport la direction de lcoulement Iempla- cernent. Sil y a de la boue, les moulinets ailettes peuvent tre utiliss car les moulinets coupelles peuvent tre bouchs par la boue. Avant dabaisser le moulinet, il est prfrable de frayer un passage

42、 dans la boue laide dune per- che en acier ou en bois avec des disques ou laide dun poids elliptique (de forme ronde) suspendu un cble. 4.1.6.2 Choix des verticales pour les mesurages de la vitesse Comme dans le cas des mesurages dans les canaux dcouverts, lemplacement des verticales dans des condit

43、ions de glace est dfini par les principes sui- vants: Le nombre de verticales doit tre dau moins 20 en vue dassurer une prcision suffisante de linterpolation des vitesses, compte tenu de la largeur du chenal. Les sections entre des verti- cales successives doivent contenir des portions sensiblement

44、gales du dbit total deau. b) Lemplacement de la verticale doit tre tel quil puisse reflter de la meilleure manire possible la structure de lcoulement et la section du lit de la rivire. C) La distance entre les verticales doit tre sup- rieure au diamtre de lhlice du moulinet; ce- pendant, dans le cas

45、 de trs petites rivires (ruisseaux), quelques verticales suffiraient. Le profil du fond la station de jaugeage doit tre dtermin et lemplacement des verticales choisi avant la formation de la couverture de glace. Lors- que ceci nest pas possible, environ 20 trous doivent tre percs le long de la secti

46、on des distances gales. (II a t constat par la pratique que 20 tait le nombre minimal de trous ncessaires pour re- produire le profil du chenal avec une prcision suf- fisante). Des trous supplmentaires doivent ensuite tre percs pour assurer une prcision suffisante des mesurages de dbit. Lemplacement

47、 des bords de la section du chenal doit tre dtermin en der- nier lieu, aprs le forage de tous les trous nces- saires du fait que lextrmit du foret peut smousser facilement pendant cette procdure. 3 ISO 9196:1992(F) 4.1.6.3 Mesurages de la vitesse sur une verticale Par suite de la rugosit de la surface infrieure de la couche de glace, la courbe des vitesses pour la priode dhiver diffre de celle pour les conditions de canaux dcouverts. Sur la surface infrieure de la couverture de glace, la distribution des vitesses est pour une grande part si