Drainage Control Structure의 유량 모니터링을 위한 V-노치 위어 방정식 매개변수화

우리는 배수 물 관리 전문가가 사용할 수 있는 사용자 친화적인 온라인 도구를 개발하여 물 제어 구조물의 전문적인 조건과 크기에 걸쳐 배수량을 정확하게 추정할 수 있습니다. 더 많은 밭 가장자리 및 배수 용수 관리 보존 관행이 설계되고 구현됨에 따라 우리는 이러한 관행의 성과를 비교하고 추적하기 위해 이 데이터를 조화시키려고 노력하고 있습니다. 당사의 프로토콜은 다른 연구자들이 유동 체제와 시스템의 유속을 계산하는 방법을 빠르게 이해할 수 있도록 하는 사용하기 쉬운 온라인 도구를 제공합니다.

우리의 발견은 흐름 모니터링이 필요한 시스템의 성능을 이해하는 능력을 향상시킬 것입니다. 이 작업은 또한 영양분 및 배수수의 손실 추적을 개선할 것입니다. 우리의 결과는 연구자와 기관에 의한 배수 흐름을 모니터링하기 위한 균일한 방법을 제공합니다.

향후 노력에는 응용 프로그램 전반에 걸쳐 도구의 정확성을 보장하기 위해 다양한 크기와 제어 구조 구성이 포함될 것입니다. 시작하려면 제어 구조의 입구 섹션을 펌프, 유량계 및 필요한 파이프, 피팅 및 밸브로 구성된 펌프 어셈블리에 연결합니다. 그런 다음 제어 구조의 출구 부분을 배수관에 연결합니다.

측정 테이프를 사용하여 V-노치 둑의 상단 너비와 깊이를 측정한 다음 정지 통나무와 V-노치 둑이 배수 제어 구조에 맞는 트랙 사이의 거리를 측정합니다. 이제 트랙 사이에 정지 로그를 한 번에 하나씩 삽입합니다. 원하는 높이에 도달할 때까지 제어 구조의 기존 정지 통나무 위에 추가 정지 통나무를 쌓고 둑판을 상단 정지 통나무 위에 단단히 놓습니다.

이제 측정 테이프를 사용하여 제어 구조의 내부 높이와 제어 구조의 상단과 V-노치 둑의 상단 사이의 거리를 측정합니다. 다음 방정식을 사용하여 제어 구조의 맨 아래에서 V-노치 마루의 높이를 계산합니다. 그런 다음 압력계 튜브 또는 스틸링을 제어 구조에 단단히 연결하십시오.

압력계 옆에 있는 제어 구조의 외벽에 측정 테이프를 부착하고 0 값은 제어 구조 내부의 베이스에 해당합니다. 펌프를 시작하고 물이 입구 챔버를 채우도록 하여 물이 둑을 통해 흐르도록 합니다. 밸브와 펌프 어셈블리를 조정하여 분당 약 15-25갤런의 유속을 선택하고 유량계의 디스플레이를 모니터링합니다.

흐름이 최소 3분 동안 안정화되도록 하고 양두가 2인치 미만인 경우 유속을 높입니다. 흐름이 안정되면 유량계에서 판독한 유량을 기록합니다. 2분 이내에 8-10회 연속 판독하고 평균 유량을 계산합니다.

이제 정지 우물 또는 압력계 튜브의 물 높이를 측정하십시오. 수위가 변동하는 경우 30초 동안 높은 값과 낮은 판독값을 기록하고 평균 높이를 결정합니다. 그런 다음 방정식을 사용하여 머리를 계산합니다.

분당 약 15-20갤런의 유속을 증가시키고 유속과 해당 수두를 얻기 위해 안정화될 때까지 기다립니다. 수위가 V-노치의 상단 근처에 도달할 때까지 유속을 최소 5회 더 높입니다. 헤드의 값과 해당 유량을 Excel 스프레드시트에 입력합니다.

측정된 유속을 헤드에 표시하려면 데이터 범위를 선택한 다음 삽입을 클릭하고 차트 및 분산을 클릭합니다. 거듭제곱 함수를 맞추려면 차트에서 데이터 요소를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 추세선 추가를 선택한 다음 거듭제곱, 차트에 수식 표시 및 차트에 R-제곱 값 표시를 선택합니다. 웹 페이지에서 위어 흐름 방정식 계수 계산기를 클릭합니다.

라디오 버튼을 사용하여 미터법 SI와 미국 관습 단위 사이의 단위를 선택합니다. Size of control structure(제어 구조의 크기) 섹션에서는 사용자가 고유한 위어 방정식 계수를 제공하므로 기본 선택인 6인치 또는 15cm를 유지합니다. 프롬프트에 대한 응답으로 Yes(예)를 클릭합니다.Do you have your own calibration equation?(자체 교정 방정식이 있습니까?)

그리고 V-노치 내에 포함된 흐름에 대한 방정식에 해당하는 매개변수 A와 B의 값을 입력합니다. 공구의 Input 섹션에 위어 사양의 값을 입력합니다. V-notch weir 방정식 테이블에 대한 계수에서 오버토핑 흐름에 대한 계수 값을 검색하고, 도구의 결과 섹션에서 헤드에 대한 유량 플롯을 검색합니다.

앞에서 설명한 대로 도구를 열고 라디오 버튼을 사용하여 제어 구조의 단위와 크기를 선택합니다. Do you have your own calibration equation?(자체 교정 방정식이 있습니까?)에 대한 응답으로 No(아니요)를 클릭합니다. 위어 사양의 값을 입력합니다.

테이블에서 V-노치 둑 및 오버토핑 흐름이 있는 흐름에 대한 계수 값을 검색하고, 도구의 결과 섹션에서 V-노치 마루를 기준으로 유량 대 흐름 깊이의 플롯을 검색합니다. 다중 챔버 제어 구조에서 다운스트림 둑에 대해 도구가 제공하는 둑 계수를 사용하면 유속 증가로 인해 높은 수두에서 잘못된 유속이 발생할 수 있습니다. 15, 20 및 30cm Agri Drain 제어 구조에서 스테인리스강 45도 V-노치 둑의 보정은 루트 평균이 초당 0.20리터 미만이고 백분율 바이어스가 1 미만인 전용 위어 방정식을 사용하여 V-노치 내의 유량을 높은 정확도로 추정할 수 있음을 보여주었습니다.

위어 흐름 방정식 계수 계산기 도구의 위어 방정식 계수를 사용하여 오버토핑 흐름에 대한 예상 유량은 측정된 값과 유사했습니다.