【城镇建设行业标准(CJ)】 城市排水流量堰槽测量标准 宽顶堰

中华人民共和国城镇建设行业标准城市排水流量堰槽测龙标准
宽顶堰
Standards for municipal wastewater discharge measurement-Broad-crested weir
CJ/T 3008.4—1993
本标准制定参照了国际标准（ISO)3846：1989《堰槽明渠水流测量——矩形宽项堰》、（ISO）4374：1990《明渠水流测量——圆缘宽项堰》（ISO)772：1988《明渠水流测量——词汇和符号》和（ISO)4373：1979《明渠水流测量——水位测量设备》。1主内容与适用范围
本标准规定了使用宽顶堰测量明渠排水流量的术语、结构、流量公式、制作、安装、水头测量、综合误差分析和维护等。
本标准适用于流量较大的城市生活污水、工业废水和雨水的明渠排水流量测量。本标准的测量精度为 3% ~5% 。供水明渠的流量测量可参照使用。本标准不适用于含有大量漂浮物质和易淤积物质的流量测量。2引用标准
GBJ 95水文测验术语和符号标准3术语
3.1导流板baffle
为改善水流条件，在行近渠道中设置的档板。3. 2 基准板 datum plate
具有精确基面的金属板，用以测量水位。3.3亚临界流sub-critical flow弗汝德数小于1的水流。在这种水流中，水面的扰动会影响上游的流态。3.4堰顶crest
测流堰顶部的线或面。
5本标准采用的其他术语和符号应符合GBJ 95 的规定。3.5
4宽顶堰的类型与形状
4.1类型
宽顶堰分为矩形宽顶堰和圆缘宽顶堰。4.2矩形宽顶堰
矩形宽顶堰的纵面是矩形断面。顶面是水平的矩形面，该平面与水流垂直、与渠道等宽。堰的上、中华人民共和国建设部1993-05-03批准1993-10-01实施
CJ/T 3008.4—1993
下游端面与明渠侧壁和渠底垂直。上游端面与顶面的交角为尖锐的直角，见图1。进水口
静水井
矩形宽顶堰
4.3圆缘宽顶堰
圆缘宽项堰的堰顶前缘为圆孤，堰顶下游角可为圆形，下游面可为斜面或垂直面。其他结构与矩形宽项堰相同，见图2。
图中：b-堰宽,m
水流方向堰项水平段长度，称堰顶厚度，m；力
上游堰高，mz
下游堰高，m;
h——上游堰顶水头，m，
上游堰顶最大水头，m；
堰项圆缘的圆弧半径，m，
R——行近渠道前的明渠转弯半径,m。R≥2h
r ≥0.2hmax
—(1+r)≥2.25hm
进水口
静水井
3hmx~4hmu
下游面几何形状
图2圆缘宽项堰
5 流量计算
5.1矩形宽顶堰的流量公式
式中：Q
流量，m3/s
一流量系数；
重力加速度，m/s。
CJ/T 3008.4—-1993
Q= (2/3)3/2Cg1/2 .b-h3/2
5.1.1C值可由表1查得。C的中间值按直线内插求得。表 1 流量系数 C 值
0.10.20.3
0.8500.8500.8500.8610.8700.8850.8930.9250.9480.9711.2
0. 855jo. 855|0. 855j0. 864/0. 874j0. 888j0. 907/0. 930|0. 954/0. 977/1. 001|1. 026|1. 050/1. 074/1. 0960.8640. 8640. 8640. 8680. 8790. 8940. 9130. 936|0. 961|0. 9861. 011/1. 037|1. 0611. 0851. 1100. 873/0. 873j0. 873j0. 874j0. 885j0. 90100.8820.882|0.8830.8940.9090.9290.9540.892|0.8920.894/0.904
.9690.9951.0211.0471
1.097|1.122
.0571.0831.1091,133
.978/1.005/1.032/1
0.9640.9901.016
0. 901|0.901|0. 906|0. 916|0. 9320, 952|0. 975/11.000/1.026l1
0.911/0.912|0.916/0.926/0.9420.962o.985
.0431.067/1.094/1.120/1.143
.1041.
1.0101.0361.
1.0621.0861.1121.1361.158
o.9220.9260.9360. 9520. 972|0.996/1. 021/1.046/10721
.1431.163
0961.1201
0. 931/0. 936|0. 946|0. 962j0. 982|1. 006|1. 031|1. 056|11. 081|1. 106|1.128/1.150|1, 169.0421.0661.0921.1151.1381.1591.1770.9400.946|0.9560.9720.9931.017/1.0.9490.9560.9660.9821.0041.0281.0531.0771.103|11.1261.1481.1681.186
0.9660.9770.9931.016|1.0401.0631.0891.1141.1361..158
0.9750.9861.0051.0281.0501.0750. 984/0, 997/1. 018/1. 040/1. 061/11.1011
1111. 134
0.9941.0101.0301.050|1.0731.0961.应用限制条件应符合下列规定：h≥0.06m;
p≥0.15 m
b≥0.30 m,
0. 1<1/p<4. 0
0.1h/p<1. 6:
堰上水流应呈非淹没状态。非淹没流的界限由图3查得。5. 2圆缘宽项堰的流量公式
Q = (2/3)3/2 .Cp C, ·b· g1/2. h3/2式中：Cn-
流量系数；
C,—-行近流速系数。
1.196/1.215
5.2.1C值应按公式(3)计算：
5.2.2Cv由图4查得。
图中：
CJ/T 3008.4-1993
湾没流
自由流
非滤没界限
图3矩形宽顶堰非淹没界限
0.0037)3/2
图4行近流速系数C
A=B(h+p)
式中：A-—行近渠道水流断面面积,m\。5.2.3应用限制条件应符合下列规定：a．h≥0.06m或h≥0.01l,采用其中较大值；b.h/l>0.57;
c.h/p≤1.5;
p≥0.15m;
（3）
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b≥0.30m、b≥hmax、b≥1/5，三者必须同时满足；f.
堰上水流应呈非淹没流状态，规定值见表2。表2非淹没流的规定值
6技术条件
6.1材料
下游垂直面
滤没比ha/h
下游斜坡面坡度小于1：5
宽顶堰、行近渠道、下游渠道和静水井用混凝土或砖石砌筑，外抹水泥砂浆并压光；也可用耐腐蚀、耐水流冲刷、不变形的材料预制而成。连通管采用铸铁管或塑料管等耐腐蚀管道。6.2制作精度
6.2.1宽顶堰的表面应平整光滑。6.2.2制作精度见表3。
表3制作精度
堰顶厚度1
堰顶宽度b
堰高P
堰顶平面
6.3行近渠道
6.3.1长度
≤0.2%l，最大误差不超过0.01m<0.2%b,最大误差不超过5mm
≤2mm
允许坡度<0.1%(1mm/m）
行近渠道是顺直平坦的矩形明渠，其长度至少为堰宽的10倍。6.3.2流态
行近渠道中水流的流态应符合附录A的规定。若流态不能满足此规定时，可采用导流板整流。6.4下游渠道
6.4.1下游渠道无杂物，排水应通畅。6.4.2下游水位的变化不影响堰上水流。6.4.3水流自堰顶流向下游渠道时，确保水舌的底部不流通空气。6.5静水井
6.5.1位置
静水井设在行近渠道的一侧，距宽顶堰上游端面3~4hmax处。6.5.2
连通管
渠道和静水井之间用连通管相连通，管长尽量缩短，管子坡向渠道。连通管的直径应不小于50mm。
6.5.3井简
静水井可为圆形或方形。竖直设置，高度应不低于渠顶。井筒内壁与水位计浮子的间隙应不小于75mm。并底低于连通管进口管底300mm。在井简的项面上设一金属基准板，其一边与井简内壁齐平。425
6.6安装
CJ/T 3008. 4--1993
6.6.1宽顶堰砌筑或安装在行近渠道的末端，堰顶面与渠壁垂直。6.6.2行近渠道、静水井和堰体均不得漏水。6.6.3下游渠道紧接堰体处，应作加固处理。6.6.4在最大流量通过时，堰体和渠道不受损坏。7水头测量
7.1测量仪器
7. 1.1测量瞬时堰顶水头时,使用刻度至毫米的水尺测量。7.1.2连续地测量堰顶水头的变化过程时，使用浮子式水位计、超声波水位计或其他有同等精度的水位计。
7.1.2.1水位精度
水位计的水位刻度刻划至毫米。水位滞后行程应不大于3mm。
7.1.2.2记时精度
记时装置连续工作30d以上，记时累积平均误差应不大于士30s/d。连续工作24h的记时钟，误差应不大于±30 s/d。
7.1.2.3电子记录仪精度
电子记录仪的误差应不大于满量程读数的0.5%。7.1.3直接与污水接触的测仪器部件，用耐腐的材料制成。7. 1.4安装在现场的仪器，应有防潮、防和防冻等措施。7. 2 测量位置
在行近渠道上距堰体上游面为3～4hmax距离处测量堰顶水头。若渠道中的水面波动不大，测量时不影响水流，可在渠道上直接测量，否则应在静水并中测量。7.3确定水头零点
7.3.1测流前应确定水头零点。水头零点，即过堰水头为零时，水头测量位置处水尺的读数，或基准板与堰顶面的垂直距离。此值用水准仪测量求得。7.3.2不能用下降或上升堰前水面至堰顶处的读数，当作水头零点。7.4水头测量精度
水头测量的误差应为水头变幅的1%，但不能大于士10mm。8流量测量的综合误整分析
8.1矩形宽顶堰和圆缘宽项堰的测量误差计算方法相同。8.2误差计算公式
Xe =± (X + X + (1. 5X)1/2
式中：XQ一一流量的综合误差，%；X。—流量系数 c 的误差，% ,
Xb—一堰顶宽度b的误差，%；
Xh—一堰上水头h的误差，%。
8.2.1确定X。值
8.2.1.1矩形宽顶堰的X。值
本标准流量系数的最大综合误差应为士3%。8.2.1.2圆缘宽项堰的X。值按公式(6)计算：426
（5）
8.2.2X。值按公式(7)计算：
式中：E-
宽度测量误差。
8.2.3X值按公式（8)计算：
Xh二±
式中： 1,22-
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X。=± 2(21 20Cp)%
Xs=± 100×
100[1e + 2e +.. +(2$-)371/2
一影响水头测值的各种误差；
2Sn个水头测量读数平均值的误差。8.2.3.1S值按公式(9)计算：
式中：Sh——n个水头测量值的标准差。Sh
式中：n-
一水头测量次数，
h —--每次的水头读数，
n次水头读数的平均值。
9维护
行近渠道、连通管和静水井应保持清洁，底部无障碍物。9.2下游渠道无阻塞，不发生雍水，保证宽顶堰上水流处于自由出流状态。9.3应保持堰体牢固可靠，不受损坏。9.4凡有漏水部位，应及时修补
每年应核查一次堰体各部位的尺寸，是否与原尺寸相符。9.6
每年应校验一次水位计的精度。9.7
每年应校测一次水头零点。
·（7)
（8）
+0o**.ca*ci.(9)
（10)
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附录A
行近渠道的流态
（补充件）
A1行近渠道的水流应为均勾稳定的亚临界流，其流速分布接近于图A1。平均
图A1行近渠道中的正常流速分布A2保持亚临界流的条件
式中：α-
一行近渠道中的平均流速，m/s;—行近渠道中的水流断面面积，m2。A
附录B
宽顶坏流量测量综合误整举例
（参考件）
B1矩形宽顶堰单次测量流综合误差举例。B1. 1 基本尺寸
在规则的矩形明渠上设矩形宽项堰，过堰水流为非淹没流，在堰上作单次流量测量。堰顶高度
上游堰顶水头
堰顶宽度
行近渠道宽度
堰顶厚度
B1.2 误差分析
B1.2.1本例给定的误差
流量系数的误差 X。一士3%。
B1.2.2使用者估算的测量误差
+++++++++( Al )
水头测量装置最小刻度为 1 mm。测量水头误差
Er-±3. 0 mm
Eo=±5.0mm
水头零点设置误差
堰宽的测量误差ε=土5.0mm。
B1. 2. 3 计算 X,和 Xb
根据公式（7），Xb是：
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Xb=±100×
± 100 ×
=± 0. 5%
根据公式（8），X是：
X =± 100Le + eo + +(2S#)71veh
=± 1000. 003 + 0. 005°]1/20.400
一± 1. 46%
B1. 2. 4计算流量测量误差 Xc
根据公式（5）,XQ是：
Xa =± (X2 + X + (1.5X)291/2=± [3. 02 + 0. 52 + (1. 5 × 1. 46)2j1/2=± 3. 75%
B2 圆缘宽顶堰的测量流量误差举例B2.1基本尺寸
在规则的矩形明渠中设圆缘宽顶堰，过堰水流为非淹没流。连续作10次水头测量。堰顶高度
实测水头
堰项宽度
堰顶长度
B2.2误差分析
1=0.50m。
B2.2.1使用者估算的测量误差
测量水头仪器的误差
Eh=士3mm
水头零点设置误差
测量堰宽误差
Eho=±5 mmbZxz.net
E=±0. 01 m
连续10次水头读数均值标准差Si一1mm。B2. 2. 2计算 C 和 Xc
根据公式（3），CD是：
0.0031)3/2
0. 006 X 0. 50
根据公式（6），X。是：
0. 003 X 0. 501 3
Xc ± 2(21 — 20Cp)%
B2. 2. 3 计算 Xb
根据公式（7),Xb是：
B2.2. 4 计算 Xh
根据公式（8）,Xh是：
CJ/T3008.4--1993
= ± 2(21 - 20 × 0. 996 6)%=± 2. 1%
X, =± 100 ×
=± 100 ×
=± 0. 5%
100e+ % +(2S+)21/2
=± 100. 003 + 0. 005 + (2 × 0. 001)7V20.67
一± 0. 92%
5计算流量测量误差Xa值
根据公式(5）,Xα是
XQ =±(X+ X +(1. 5Xh)\j1/2
=± [2. 4 +0. 52 + (1. 5 × 0. 92)2]1/2=± 2. 81%
附加说明：
本标准由建设部标准定额研究所提出。本标准由建设部城镇建设标准技术归口单位建设部城市建设研究院归口。本标准由北京市市政工程局负责起草。本标准主要起草人：陶丽芬、李俊、王岚、王春顺、肖鲁。本标雁委托北京市市政工程局负贵解释。430
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。