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现场评估: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多少电力和能量的两个主要因素是流量, 或者是数量和头部. 在这里了解流量、面积和速度之间的关系: 可汗学院:流量

测量流

流量, Q, 是单位时间内通过横截面的流体体积吗, 单位:立方米/秒(m³/s).  因为水是高度不可压缩的, 一个给定的水道, 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, 但随着管道横截面积的减小, 水的速度加快了.  流量之间的关系, 水速度, 横截面积用方程表示, Q = A V, A是横截面积,V是水的流速.  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的宽度的变化.

以便在较长时间内为您的站点获得最准确的流量数据, 查看历史流量数据很重要.  williamhil娱乐平台提供了使用美国地质调查局网站流量数据的指南 使用国家水信息系统.  如果您的站点最近的数据不可用,那么查看附近站点的数据可能会有帮助, 通常在50英里半径内.  这个距离是理想的,因为只有天气和地质模式相似的地点才能进行准确的比较.

现场的流速可以用流量计在现场测量, 或者这里描述的其他技术, 但是仅仅几次测量并不能给出全年或多年的流量的完整图, 你需要预测哪一个站点作为水电资源的可靠性.  全年, 随着季节的变化,流动的水体也会发生自然变化.  这些地方也可能经历干旱或洪水,这取决于季节,了解这些事件的时间是非常重要的,当涉及到您的站点的可行性.  可视化站点可靠性的常用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图表上,以查看站点产生一定流量的频率.

测量头

水头是在进气和涡轮轮毂位置的水面之间的高度差.  有几种方法可以用来确定一个地点是否有水电的可行性.  第一种方法是利用地理信息系统(GIS)数据估算场址的面积, 美国地质调查局(USGS)提供的.  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没用的,因为半米(1.5英尺)的附加水头已经可以决定一个项目是否经济上可行.  其他来源有一些更高分辨率的数据,但在整个州不一致.  在美国境内也有一些地点.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可能也会改善.

遥感是另一种可以用来确定你是否有一个可行的水电站地点的方法.  该方法可能包括多种方法,包括从空中机器人(小型无人系统或sUAS)捕获的图像。, 地面近距离摄影测量, 地面激光扫描或者是部分或全部的组合.  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会导致复杂性. 用遥感技术完美分析目前水头差异所需要的努力可能很容易超过在小规模水源地评估潜在水头的适当努力.

直接测量依靠传统的测量技术,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, 尽管激光测距仪内置水平可以提高效率和准确性的方法.  直接测量需要一个两个人的团队.  一种方法是使用水平仪下坡工作,而你的助手使用一根高杆子,杆子的一侧有刻度.  在进气口的表面水平照射视线水平,在那里水平激光高于地面的高度可以由您的助手用高杆测量.  一旦这个高度差被测量出来, 将水平仪移至杆底,重复第一步.  继续重复这些步骤,直到你已经到达建议的涡轮机位置.  一旦你到达这个位置, 将所有测量的高度相加,计算站点的总头.  测量上山工地的头, 在建议的涡轮机位置上方的一个固定距离照射视线水平.  让你的助手站在你前面的上坡光线照射到地面的地方.  从这个位置, 不断重复第一步,同时向进气高度提升.  一旦你达到了摄入量, 将所有的测量值加起来计算站点的总头.

这里所介绍的是对方法的重新措辞 Micro-hydro-power.com 和类似的地方. 其他方法也在 能源.政府.


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