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场地评估:测量流量 & Head

马特·戴迪,巴德学院物理学教授,物理项目主任

决定你能从水电站获得的电力和能量的两个主要因素是流量, 或者数量和人头. 在这里了解流量、面积、速度之间的关系: 可汗学院:流量

测量流

流量, Q, 是单位时间内通过截面的流体体积吗, 单位:立方米/秒(m³/s).  因为水是高度不可压缩的, 为给定的水通道, 水的体积必须始终保持不变.

如图1所示,水在管道中流动, 体积流量保持不变, 但是随着管子截面积的减少, 水的速度增加了.  流量之间的关系, 水速度, 横截面积在方程中表示, Q = A V, 其中A是横截面积,V是水的速度.  也就是说,在图1的例子中, Q = A1 V1 = A2 V2 .   这种关系也适用于河流或堰宽的变化.

为了在较长的时间内为您的站点获得最准确的流量数据, 查看历史流量数据是很重要的.  williamhil娱乐平台提供了使用USGS网站流量数据的指南 使用国家水资源信息系统.  如果您站点的近期数据不可用,那么查看附近站点的数据可能会有所帮助, 通常在方圆50英里内.  这种距离是理想的,因为只有具有相似天气和地质模式的地点才能进行准确的比较.

现场的流量可以用流量计测量, 或者这里描述的其他技术, 但是仅仅几次测量并不能给出你预期全年或多年的流量的完整图像, 你将需要哪一个来预测作为水电来源的场地的可靠性.  全年, 随着季节的变化,水体会发生自然变化.  这些机构也可能会经历干旱或洪水,这取决于季节,了解这些事件的时间是非常重要的,当涉及到你的地点的可行性.  可视化站点可靠性的一种常见方法是生成流量持续时间曲线.  您可以通过从站点获取流量数据并将这些数据组织在一个图表上,以查看站点产生一定流量的频率.

测量头

水头是进水口位置的水面与涡轮轮之间的高度差.  有几种方法可以用来确定一个地点是否适合水力发电.  第一种估算站点头部的方法是利用地理信息系统(GIS)数据, 美国地质调查局(USGS)提供.  在全州范围内支持这种分析的最一致的数据是分辨率为10米的高程模型.  这个数据太不准确了,对于小规模的水电站来说是有用的,如半米(1.5英尺)的额外水头可以决定一个项目在经济上是否可行.  其他来源有一些更高分辨率的数据,但在整个州不一致.  在美国国内也有这样的地方.S. 哪里有更高的分辨率, 在不久的将来,这些地图的质量和细节也会在其他地方得到改善.

遥感是另一种方法,可以用来确定你是否有一个可行的水电站.  该方法可能包含多种方法,包括从航空机器人(小型无人机Arial系统或sUAS)获取的图像。, 地面近距离摄影测量(CRP), 地面激光扫描或其中一些或全部的组合.  这三种方法都需要特定的设备和熟练的专业人员才能成功.  灌木, 在考虑遥感技术时,树木和场地特定的地质地形可能会导致并发症. 用遥感技术完美地分析目前水头差异所需要的努力,可能很容易超过在一个小型水源地评估潜在水头所需要的适当努力.

直接测量是指利用传统的测量技术直接测量两点之间的高程差. 这种方法无需任何特殊设备即可使用, 即使激光测距仪与一个内置水平可以提高效率和精度的这种方法.  直接测量需要一个两人团队.  一种方法是在下坡时使用一个视平仪,而你的助手则使用一根带有刻度的高杆.  在进气口的表面,将瞄准镜水平照射,你的助手可以用高杆测量水平激光离地面的高度.  一旦测量了这个高度差, 将视线移到柱子的底部,重复第一步.  继续重复这些步骤,直到您已经达到建议的涡轮机位置.  一旦你到达这个地方, 将所有测量的高度相加,计算出站点的总高度.  测量在上坡工作的地点的头部, 在一个固定的距离以上的建议涡轮机位置的水平照耀视线水平.  你的助手是否站在你前面光照到地面的地方.  从这个位置, 当上升到进气高度时,不断地重复第一步.  一旦你到达入口, 将所有的测量值相加,计算出站点的总头部值.

这里所呈现的是在 Micro-hydro-power.com 和类似的地方. 其他方法也描述在 能源.政府.


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