ISO/DIS 748

Hydrometry -- Measurement of liquid flow in open channels -- Velocity area methods using point velocity measurements

Hydrométrie -- Mesurage du débit des cours d'eau -- Méthodes d'exploration du champ des vitesses utilisant le mesurage de la vitesse par point

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 748
ISO/TC 113/SC 1 Secretariat: BIS
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2020-06-18 2020-09-10
Hydrometry — Measurement of liquid flow in open
channels — Velocity area methods using point velocity
measurements
ICS: 17.120.20
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ISO/DIS 748:2020(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

1  Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2  Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3  Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4  Principle of the methods of measurements ............................................................................................................................. 1

5 Site selection ............................................................................................................................................................................................................. 2

5.1 Selection of site ....................................................................................................................................................................................... 2

5.2 Demarcation of site ............................................................................................................................................................................. 3

6 Measurement of cross-sectional area ............................................................................................................................................. 3

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

6.2 Measurement of width ..................................................................................................................................................................... 3

6.3 Measurement of depth ..................................................................................................................................................................... 3

7  Measurement of velocity .............................................................................................................................................................................. 4

7.1 Determination of velocity using point velocity measurements .................................................................... 4

7.1.1 Measurement procedure ........................................................................................................................................... 4

7.1.2 Skew flow ............................................................................................................................................................................... 5

7.1.3 Determination of the mean velocity in a vertical ................................................................................. 5

7.1.4 Integration method ........................................................................................................................................................ 8

7.1.5 Errors and limitations ................................................................................................................................................. 8

7.2 Determination of mean velocity from surface velocity ........................................................................................ 9

7.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 9

7.2.2 Non-contact systems .................................................................................................................................................... 9

7.2.3 Surface one-point method by current-meter .......................................................................................... 9

7.2.4 Measurement of velocity using floats ............................................................................................................ 9

8  Computation of discharge ........................................................................................................................................................................10

8.1 Arithmetic methods — General .............................................................................................................................................10

8.1.1 Mean-section method ...............................................................................................................................................10

8.1.2 Mid-section method ...................................................................................................................................................11

8.1.3 Bathymetric verticals ................................................................................................................................................11

8.2 Independent vertical method ..................................................................................................................................................12

8.3 Mean-section method — Horizontal planes ...............................................................................................................14

8.4 Index velocity method ...................................................................................................................................................................14

9  Uncertainties in flow measurement ..............................................................................................................................................15

9.1 General ........................................................................................................................................................................................................15

9.2 Limitations ...............................................................................................................................................................................................15

9.3 Method of calculating the uncertainty in discharge by measurement of velocity by

current-meter........................................................................................................................................................................................16

9.3.1 General...................................................................................................................................................................................16

9.3.2 Contributory uncertainties ..................................................................................................................................17

9.3.3 Example ................................................................................................................................................................................18

9.3.4 Combined uncertainty .............................................................................................................................................18

9.4 Method of calculating the uncertainty in discharge by measurement of velocity

using floats...............................................................................................................................................................................................19

9.4.1 General...................................................................................................................................................................................19

9.4.2 Contributory uncertainties ..................................................................................................................................20

9.4.3 Combined uncertainty in discharge .............................................................................................................20

9.4.4 Example ................................................................................................................................................................................20

Annex A (informative) Use of point velocity current meters ....................................................................................................22

Annex B (informative) Surface Velocity measurement using floats ..................................................................................24

Annex C (informative) Example surface velocity systems ...........................................................................................................29

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ISO/DIS 748:2020(E)

Annex D (informative) Uncertainties in the velocity-area measurement ...................................................................31

Annex E (informative) Velocity measurement under ice conditions ...............................................................................34

Annex F (informative) Corrections for wetted length of wire when measuring depths with

wire not normal to surface ......................................................................................................................................................................40

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................44

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ISO/DIS 748:2020(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso .org/

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This document was prepared by Technical Committee ISO/TC ..., title, Subcommittee SC ..., title.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 748:2020(E)
Hydrometry — Measurement of liquid flow in open
channels — Velocity area methods using point velocity
measurements
1  Scope

This International Standard specifies methods for determining the velocity and cross-sectional area of

water flowing in open channels and for calculating the discharge employing point velocity measurement

devices.

It covers methods using rotating element Current Meters, Acoustic Doppler Velocimeters (ADV), Acoustic

Doppler Velocity Profiler (ADVP) – Stationary method, Surface Velocity measurement including floats

and other surface velocity systems.

Although some general procedures are discussed, it does not describe in detail how to use or deploy

these systems. For detailed procedures, reference should be made to guidelines from instrument

manufacturers and appropriate public agencies.
2  Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated

references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced

document (including any amendments) applies.
ISO 772:2011, Hydrometry — Vocabulary and symbols

ISO 1088:2007, Hydrometry — Velocity-area methods using current-meters — Collection and processing of

data for determination of uncertainties in flow measurement
ISO 2537:2007, Hydrometry — Rotating-element current-meters
ISO 3455:2007, Hydrometry — Calibration of current-meters in straight open tanks

ISO/TR 24578:2012, Hydrometry — Acoustic Doppler profiler — Method and application for measurement

of flow in open channels
ISO 25377:2007, Hydrometry — Hydrometric uncertainty guidance (HUG)

ISO 5168:2005, Measurement of fluid flow — Procedures for the evaluation of uncertainties

3  Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 772 apply.

4  Principle of the methods of measurements
The principle depends upon determining velocity and cross-sectional area.
This is characterized by
— A measuring site shall be chosen conforming to the specified requirements.

— Cross sectional area shall be measured by a method specified in this standard, appropriate to the

dimensions.
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ISO/DIS 748:2020(E)
— Velocity observations shall be made by a method specified in this standard.
— The discharge shall be calculated by a method specified in this standard.
QV= A (1)
where
Q Flow
Mean Velocity
A Cross sectional Area
5 Site selection
5.1 Selection of site
The site selected shall comply with the following requirements.

a) The channel at the measuring site shall be straight and of uniform cross-section and slope in order

to minimize abnormal velocity distribution. The straight length upstream shall be as at least twice

that downstream.

b) Flow directions for all points on any vertical across the width shall be parallel to one another and

at right angles to the measurement section.

c) The bed and margins of the channels shall be stable and well defined at all stages of flow in order

to facilitate accurate measurement of the cross-section and ensure uniformity of conditions during

and between discharge measurements.

d) The curves of the distribution of velocities shall be regular in the vertical and horizontal planes of

measurement.

e) Conditions at the section and in its vicinity shall also be such as to preclude changes taking place in

the velocity distribution during the period of measurement.
f) Sites displaying vortices, reverse flow or dead water shall be avoided.

g) The measurement section shall be clearly visible across its width and unobstructed by trees,

aquatic growth or other obstacles.

h) When gauging from a bridge with divide piers, each section of the channel shall be measured

separately. Particular care shall be taken in determining the velocity distribution when bridge

apertures are surcharged or obstructed.

i) The depth of water at the section shall be sufficient at all stages to ensure whichever device is

deployed, it conforms to the manufactures minimum criteria for use.

j) If the site is to be established as a permanent station, it shall be easily accessible at all times with all

necessary measurement equipment appropriate to the flow conditions.

k) Measurements made directly from a bridge should usually be made on the downstream side, taking

care to avoid turbulence and eddies produced by bridge piers and other structures.

l) The section shall be sited away from pumps, sluices and outfalls, if their operation during a

measurement is likely to create unsteady flow conditions.
m) Sites where there is converging or diverging flow shall be avoided.
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ISO/DIS 748:2020(E)

n) If a suitable straight section includes a bridge, wading and boat measurements shall be made

upstream of the bridge.

o) The measurement of flow under ice cover is dealt with in Annex E. For streams that are subject to

formation of ice cover, the main part of this standard shall be used when the stream is free flowing.

p) It may, under certain conditions of river flow or level, prove necessary to carry out measurements

on sections upstream or downstream of the original chosen location. This is quite acceptable if

there are no substantial unmeasured losses or gains to the river in the intervening reach and so

long as all flow measurements can be related to any stage value recorded at the principal reference

section.

Note Ideal measurement conditions will be found when all requirements are satisfied. If ideal conditions are not

available, it may still be possible to make a measurement, but uncertainty will be increased.

5.2 Demarcation of site

A permanent station or one likely to be used frequently for future measurement, shall be provided with

means for demarcation of the cross-section and for determination of stage.

5.2.1 The position of each cross-section, normal to the mean direction of flow, shall be defined on the

two banks by clearly visible and readily identifiable markers. Where a site is subject to considerable

snow cover, the section line-markers may be referenced to other objects such as rock cairns.

5.2.2 The stage shall be read from a gauge at the start and end of the measurement period. If the water

level changes rapidly, a level measurement is recommended to be taken every 30 min.

5.2.3 If there is a possibility of a difference in the level of the water surface between two banks then

an auxiliary gauge shall be considered. An auxiliary gauge on the opposite bank shall be installed where

there is likelihood of a difference in the level of water surface between the two banks. The mean of the

measurements taken from the two gauges shall be used as the mean level of the water surface and as a

base for the cross-sectional profile of the stream.
6 Measurement of cross-sectional area
6.1 General

The cross-sectional profile of the open channel at the gauging-site shall be determined at a sufficient

number of points to establish the shape of the bed and to minimize the uncertainty in the calculation of

the cross sectional area.
6.2  Measurement of width

6.2.1 Measurement of the width of the channel and the width of the individual segments may be

obtained by measuring the horizontal distance from or to a fixed reference point which shall be in the

same vertical plane as the cross-section at the measuring site.
6.3  Measurement of depth

6.3.1 Measurement of depth shall be made at intervals close enough to define the cross-sectional

profile accurately. The number of points at which depth is to be measured shall be at least the same as

the points at which velocity is measured.

The number of sampling points depends on the variability of the water depth in the cross section. This

number is adequate when the number of points does not significantly change the value obtained.

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ISO/DIS 748:2020(E)

Where it is impracticable to take more than one reading of the depth, the uncertainty in measurement

may be increased (see Clause 9).
7  Measurement of velocity
7.1  Determination of velocity using point velocity measurements

A range of instruments are available to measure point velocity. These are described in Annex A

7.1.1  Measurement procedure

Velocity observations are normally made at the same time as measurements of the depth. This method

shall be particularly used in the case of unstable beds. Where, however, the two measurements are

made at different times, such as at a pre surveyed station, the velocity observations shall be taken at

a sufficient number of places, and the horizontal distance between observations shall be measured as

described in 6.2 and 6.3

For all measurements, the best professional judgement of an experienced hydrographer should be used,

and detailed notes regarding the measurement and assumptions made should be included in the record.

In judging the recommended minimum number of verticals in small channels (<5 m) that are to be

defined for the purpose of determining flow at a particular location, the following criteria shall be

applied.
— Channel width < 0,5 m n ≥ 15
— Channel width > 0,5 m and < 5m n ≥ 20
— Channel width > 5 m n ≥ 22

— The closeness of adjacent verticals should not be less than the minimum recommendations of equip-

ment providers for specific instrument.

NOTE 1 For very small channels, practical considerations may not allow the recommended minimum number

of verticals.

NOTE 2 insofar as possible, verticals should be chosen so that the discharge of each segment is less than 5 % of

the total.

In all instances, measurements of depth made at the water's edge are additional to the above. The first

and last verticals shall be as close as practically possible to the water’s edge.

It is further recommended that the location of the verticals be selected after a previous cross-

section survey.

The device used for point velocity measurement shall be held in position to ensure movement is

minimised during the measurement period. It shall be held so that it is not affected by any disturbances

of flow.

In channels where the flow is unsteady, it is possible to correct for the variations in the total discharge

during the period of the measurement not only by observing the change in stage, but also by continuously

measuring the velocity at some conveniently chosen point in the main current.

For continuity with previous versions of this standard the following criteria can be used but the level of

uncertainty of the overall measurement will be much greater.
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ISO/DIS 748:2020(E)
— Channel width < 0,5 m n = 5 to 6
— Channel width > 0,5 m and < 1 m n = 6 to 7
— Channel width > 1 m and < 3 m n = 7 to 12
— Channel width > 3 m and < 5 m n = 13 to 16
— Channel width > 5 m n ≥ 22

— See Annex D.4.4 Table D6 for a guide to percentage uncertainty in measurement of mean velocity

due to limited number of verticals
7.1.2  Skew flow

If skew flow is unavoidable, either the velocity component perpendicular to the cross section should

be measured directly or the velocity magnitude measured and corrected based upon the angle from

perpendicular. Special instruments have been developed for measuring the angle and velocity at a

point simultaneously. Where, however, these are not available and there is insignificant wind, the angle

of flow throughout the vertical can be assumed to be the same as that observed on the surface. This

angle can be measured with appropriate equipment provided that the operator is located above the

measurement vertical. If the channel is very deep, subjected to tides or the local bed profile is changing

rapidly, this assumption shall not be accepted without confirmation.

If the measured angle between the flow direction and the perpendicular to the cross-section is θ the

velocity used for the computation of flow discharge shall be:
V V
corrected = measured x cosθ (2)

NOTE Some current-meters are equipped to measure the normal component of velocity directly when held

perpendicular to the measurement cross-section in oblique flow. This correction would not be applied in such cases.

7.1.3  Determination of the mean velocity in a vertical
7.1.3.1  Choice and classification

The choice of the method for determining mean velocity depends on certain factors. These are: safety,

time available, width and depth of the channel, bed conditions in the measuring section and the

upstream reach, rate of change of stage, degree of accuracy desired and equipment used.

These methods are classified as follows:
a) velocity distribution method (see 7.1.3.2);
b) reduced point methods (see 7.1.3.3);
c) integration method (see 7.1.3.4).
7.1.3.2 Velocity distribution method

Using this method, the values of the velocity are obtained from observations at a number of points in

each vertical between the surface of the water and the bed of the channel. The number and spacing

of the points shall be so chosen as to define accurately the velocity distribution in each vertical with

a difference in readings between two adjacent points of not more than 20 % with respect to the

higher value. The location of the top and the bottom readings shall be chosen, taking into account the

specification under 7.1.1 and 7.1.2.

NOTE 1 Although this clause deals primarily with the determination of mean velocity in the vertical, it

may be necessary to apply the same principle to the determination of mean velocity close to the vertical

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ISO/DIS 748:2020(E)

side or wall of a channel. The velocity curve can be extrapolated from the last measuring point to the

bed or vertical side of the channel by calculating v from Formula (3):
 m
vv= (3)
 
 
where

v is the open point velocity in the extrapolated zone at a distance x from the bed or vertical side;

v is the velocity at the last measuring point at a distance a from the bed or vertical side;

m is an exponent.

The mean velocity, v , between the bottom (or a vertical side) of the channel and the nearest point of

measurement (where the measured velocity is v ) can be calculated directly from Formula (4):

 
v = v (4)
 
m+1

Generally, m lies between 5 and 7 but it may vary over a wider range depending on the hydraulic

resistance. The value m = 4 applies to coarse beds or vertical sides while m = 10 is characteristic of

smooth beds or vertical sides.
m is obtained as follows:
 
2 g
ver
m=  +03,  (5)
 
g gC+
 
ver
where
g is the acceleration due to gravity (m/s );
0,5
C is Chezy's coefficient on a vertical (m /s).
ver

NOTE 3 An alternative method of obtaining the velocity in the region below the last measuring-point is based

on the assumption that the velocity for some distance up from the bed of the channel is proportional to the

logarithm of the distance X from that boundary. If the observed velocities at points approaching the bed are

plotted against log X, then the best-fitting straight line through these points can be extended to the boundary.

The velocities close to the boundary can then be read from the graph.
7.1.3.2.1 ADCP Stationary method

In the ADCP stationary method the ADCP is held in a specific location for a specified time and then

averaging the data at that vertical to obtain a mean velocity profil
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 748
ISO/TC 113/SC 1 Secrétariat: BIS
Début de vote: Vote clos le:
2020-06-18 2020-09-10
Hydrométrie — Mesurage du débit des cours d'eau —
Méthodes d'exploration du champ des vitesses utilisant le
mesurage de la vitesse par point

Hydrometry — Measurement of liquid flow in open channels — Velocity area methods using point velocity

measurements
ICS: 17.120.20
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT

Le présent document est distribué tel qu’il est parvenu du secrétariat du comité.

ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 748:2020(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2020
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ISO/DIS 748:2020(F)
ISO/DIS 748:2020(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................... v

1 Domaine d'application .................................................................................................................................. 1

2 Références normatives .................................................................................................................................. 1

3 Termes et définitions ..................................................................................................................................... 1

4 Principe des méthodes de mesurage ....................................................................................................... 2

5 Sélection de sites ............................................................................................................................................. 2

5.1 Choix de l'emplacement ................................................................................................................................ 2

5.2 Délimitation de l'emplacement .................................................................................................................. 3

6 Mesurage de l'aire de la section transversale ....................................................................................... 4

6.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 4

6.2 Mesurage de la largeur .................................................................................................................................. 4

6.3 Mesurage de la profondeur.......................................................................................................................... 4

7 Mesurage de la vitesse ................................................................................................................................... 4

7.1 Détermination de la vitesse par mesurage de la vitesse par point ............................................... 4

7.1.1 Mode opératoire de mesurage .................................................................................................................... 4

7.1.2 Écoulement oblique ........................................................................................................................................ 6

7.1.3 Détermination de la vitesse moyenne sur une verticale .................................................................. 6

7.1.4 Méthode d'intégration ................................................................................................................................... 9

7.1.5 Erreurs et limites d'emploi ....................................................................................................................... 10

7.2 Détermination de la vitesse moyenne à partir de la vitesse superficielle............................... 10

7.2.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 10

7.2.2 Systèmes sans contact ................................................................................................................................ 11

7.2.3 Méthode du point unique en surface avec un courantomètre ..................................................... 11

7.2.4 Mesurage de la vitesse à l'aide de flotteurs ........................................................................................ 11

8 Calcul du débit ............................................................................................................................................... 12

8.1 Méthodes arithmétiques — Généralités .............................................................................................. 12

8.1.1 Méthode de la section moyenne .............................................................................................................. 12

8.1.2 Méthode de la section médiane ............................................................................................................... 13

8.1.3 Verticales bathymétriques ........................................................................................................................ 13

8.2 Méthode des verticales indépendantes ................................................................................................ 14

8.3 Méthode de la section moyenne — Plans horizontaux ................................................................... 16

8.4 Méthode par vitesse témoin ..................................................................................................................... 17

9 Incertitudes dans le mesurage du débit ............................................................................................... 17

9.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 17

9.2 Limites .............................................................................................................................................................. 17

9.3 Méthode de calcul de l'incertitude dans la détermination du débit par mesurage de la

vitesse à l'aide de courantomètres ........................................................................................................ 19

9.3.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 19

9.3.2 Incertitudes contributives ........................................................................................................................ 20

9.3.3 Exemple ........................................................................................................................................................... 21

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

9.3.4 Incertitude composée ................................................................................................................................. 22

9.4 Méthode de calcul de l'incertitude dans la détermination du débit par mesurage de la

© ISO 2020

vitesse à l'aide de flotteurs ....................................................................................................................... 22

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en oeuvre, aucune partie de cette

9.4.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 22

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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ISO/DIS 748:2020(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................... v

1 Domaine d'application .................................................................................................................................. 1

2 Références normatives .................................................................................................................................. 1

3 Termes et définitions ..................................................................................................................................... 1

4 Principe des méthodes de mesurage ....................................................................................................... 2

5 Sélection de sites ............................................................................................................................................. 2

5.1 Choix de l'emplacement ................................................................................................................................ 2

5.2 Délimitation de l'emplacement .................................................................................................................. 3

6 Mesurage de l'aire de la section transversale ....................................................................................... 4

6.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 4

6.2 Mesurage de la largeur .................................................................................................................................. 4

6.3 Mesurage de la profondeur.......................................................................................................................... 4

7 Mesurage de la vitesse ................................................................................................................................... 4

7.1 Détermination de la vitesse par mesurage de la vitesse par point ............................................... 4

7.1.1 Mode opératoire de mesurage .................................................................................................................... 4

7.1.2 Écoulement oblique ........................................................................................................................................ 6

7.1.3 Détermination de la vitesse moyenne sur une verticale .................................................................. 6

7.1.4 Méthode d'intégration ................................................................................................................................... 9

7.1.5 Erreurs et limites d'emploi ....................................................................................................................... 10

7.2 Détermination de la vitesse moyenne à partir de la vitesse superficielle............................... 10

7.2.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 10

7.2.2 Systèmes sans contact ................................................................................................................................ 11

7.2.3 Méthode du point unique en surface avec un courantomètre ..................................................... 11

7.2.4 Mesurage de la vitesse à l'aide de flotteurs ........................................................................................ 11

8 Calcul du débit ............................................................................................................................................... 12

8.1 Méthodes arithmétiques — Généralités .............................................................................................. 12

8.1.1 Méthode de la section moyenne .............................................................................................................. 12

8.1.2 Méthode de la section médiane ............................................................................................................... 13

8.1.3 Verticales bathymétriques ........................................................................................................................ 13

8.2 Méthode des verticales indépendantes ................................................................................................ 14

8.3 Méthode de la section moyenne — Plans horizontaux ................................................................... 16

8.4 Méthode par vitesse témoin ..................................................................................................................... 17

9 Incertitudes dans le mesurage du débit ............................................................................................... 17

9.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 17

9.2 Limites .............................................................................................................................................................. 17

9.3 Méthode de calcul de l'incertitude dans la détermination du débit par mesurage de la

vitesse à l'aide de courantomètres ........................................................................................................ 19

9.3.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 19

9.3.2 Incertitudes contributives ........................................................................................................................ 20

9.3.3 Exemple ........................................................................................................................................................... 21

9.3.4 Incertitude composée ................................................................................................................................. 22

9.4 Méthode de calcul de l'incertitude dans la détermination du débit par mesurage de la

vitesse à l'aide de flotteurs ....................................................................................................................... 22

9.4.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 22

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9.4.2 Incertitudes contributives ........................................................................................................................ 23

9.4.3 Incertitude composée sur le débit .......................................................................................................... 23

9.4.4 Exemple ............................................................................................................................................................ 24

(informative) Utilisation des courantomètres à vitesse ponctuelle ...................................... 25

(informative) Mesurage de la vitesse superficielle à l'aide de flotteurs .............................. 28

(informative) Exemples de systèmes de vitesse superficielle ................................................. 33

(informative) Incertitudes dans le mesurage par exploration du champ des vitesses .. 36

(informative) Mesurage de la vitesse dans des conditions de glace ...................................... 40

(informative) Corrections de longueur immergée du câble dans le mesurage des

profondeurs par un câble non perpendiculaire à la surface ........................................................ 47

Bibliographie ................................................................................................................................................................ 51

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ISO/DIS 748:2020(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux

de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général

confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire

partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non

gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec

la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont décrites

dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents critères

d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été rédigé

conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2

(voir www.iso.org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne

pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les références

aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l'élaboration du document

sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par l'ISO (voir

www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour

information, par souci de commodité, à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de

l'ISO aux principes de l'Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au

commerce (OTC), voir le lien suivant : www.iso.org/iso/fr/avant-propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 113, Hydrométrie, sous-comité SC 1,

Méthodes d’exploration du champ des vitesses.

Il convient que l'utilisateur adresse tout retour d'information ou toute question concernant le présent

document à l'organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se

trouve à l'adresse www.iso.org/fr/members.html.
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 748:2020(F)
Hydrométrie — Mesurage du débit des cours d'eau — Méthodes
d'exploration du champ des vitesses utilisant le mesurage de la
vitesse par point
1 Domaine d'application

La présente Norme internationale spécifie des méthodes permettant de déterminer la vitesse et l'aire de

la section transversale d'un écoulement d'eau à surface libre et de calculer le débit à l'aide de dispositifs

de mesurage de la vitesse par point.

Elle couvre les méthodes utilisant les courantomètres à élément rotatif, les vélocimètres à effet Doppler

acoustique (ADV), les profileurs acoustiques de vitesse à effet Doppler (ADVP) – la méthode stationnaire,

le mesurage de la vitesse superficielle, y compris les flotteurs et autres systèmes de vitesse superficielle.

Bien que certaines procédures générales soient abordées, elle ne décrit pas en détail comment utiliser ou

déployer ces systèmes. Pour les procédures détaillées, il convient de se référer aux lignes directrices des

fabricants d'instruments et des organismes publics appropriés.
2 Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour

les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition

du document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 772:2011, Hydrométrie — Vocabulaire et symboles

ISO 1088:2007, Hydrométrie — Méthodes d'exploration du champ des vitesses à l'aide de moulinets —

Recueil et traitement des données pour la détermination des incertitudes de mesurage du débit

ISO 2537:2007, Hydrométrie — Moulinets à élément rotatif

ISO 3455:2007, Hydrométrie — Étalonnage des moulinets en bassins découverts rectilignes

ISO/TR 24578:2012, Hydrométrie — Profils Doppler acoustiques — Méthode et application pour le

mesurage du débit en conduites ouvertes

ISO 25377:2007, Hydrométrie — Lignes directrices relatives à l'incertitude en hydrométrie (HUG)

ISO 5168:2005, Mesure de débit des fluides — Procédures pour le calcul de l'incertitude

3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 772 s'appliquent.

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4 Principe des méthodes de mesurage

Le principe dépend de la détermination de la vitesse et de l'aire de la section transversale.

Ses caractéristiques sont les suivantes :

— un emplacement de mesurage doit être choisi conformément aux exigences spécifiées ;

— l'aire de la section transversale doit être mesurée selon une méthode spécifiée dans la présente

norme et adaptée aux dimensions ;

— les relevés de la vitesse doivent être réalisés selon une méthode spécifiée dans la présente norme ;

— le débit doit être calculé à l'aide d'une méthode spécifiée dans la présente norme.

QV A (1)
Q débit ;
vitesse moyenne ;
A aire de la section transversale.
5 Sélection de sites
5.1 Choix de l'emplacement
L'emplacement choisi doit satisfaire aux exigences suivantes :

a) à l'emplacement du mesurage, le chenal doit être rectiligne et de section et de pente uniformes afin

de réduire au minimum la distribution anormale des vitesses. La longueur droite en amont doit être

au moins égale au double de celle en aval ;

b) les directions d'écoulement de tous les points des verticales sur la largeur doivent être parallèles les

unes aux autres et perpendiculaires à la section de mesurage ;

c) le lit et les bords des chenaux doivent être stables et bien définis à tous les niveaux de l'écoulement

de façon à permettre un mesurage précis de la section transversale et à garantir des conditions

uniformes pendant et entre deux jaugeages ;

d) les courbes de distribution des vitesses doivent être régulières dans les plans de mesurage vertical

et horizontal ;

e) les conditions d'écoulement à la section transversale et son voisinage doivent être telles qu'aucun

changement n'intervient dans la distribution des vitesses pendant la durée de mesurage ;

f) les sites où des vortex ou des courants de retour ont tendance à se produire, ainsi que les zones d'eau

morte doivent être évités ;

g) la section de mesurage doit être bien visible sur sa largeur et ne doit pas être obstruée par des arbres,

de la végétation aquatique ou tout autre obstacle ;
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h) lorsque le mesurage est effectué à partir d'un pont avec piliers de division, chaque section du chenal

doit être mesurée séparément. La détermination de la distribution des vitesses doit faire l'objet d'une

attention particulière lorsque les ouvertures du pont sont surchargées ou obstruées ;

i) la hauteur d'eau à la section de mesure choisie doit être suffisante à tous les niveaux pour garantir la

conformité aux critères minimaux du fabricant, quel que soit le dispositif déployé ;

j) si l'emplacement est appelé à être défini comme une station permanente, il doit être aisément

accessible à tout moment avec le matériel de mesurage nécessaire adapté aux conditions

d'écoulement ;

k) il convient que les mesurages effectués directement à partir d'un pont soient généralement réalisés

du côté aval, en veillant à éviter les turbulences et les tourbillons produits par les piliers du pont et

les autres structures ;

l) la section ne doit pas se trouver à proximité d'une pompe, d'un conduit de décharge ou d'un

déversoir, si la proximité de ces derniers est à même de créer des conditions d'écoulement instables ;

m) les emplacements présentant un écoulement convergent ou divergent doivent être évités ;

n) si une section transversale appropriée comprend un pont, les mesurages à partir d'un bateau ou en

passant à gué doivent être effectués en amont du pont ;

o) le mesurage du débit sous la glace est traité à l'Annexe E. Pour les cours d'eau sujets à formation de

glace en surface, la partie principale de la présente norme doit être utilisée lorsque l'écoulement du

cours d'eau est libre ;

p) dans certaines conditions d'écoulement ou de niveau du cours d'eau, il peut s'avérer nécessaire

d'effectuer les mesurages sur des sections en amont ou en aval de l'emplacement initialement choisi.

Cela est tout à fait acceptable si les pertes ou apports non mesurés par rapport à l'écoulement sont

mineurs le long du bief d'intervention et tant que tous les mesurages du débit peuvent être reliés à

une valeur de niveau enregistrée dans la section de référence principale.

NOTE Les conditions de mesurage idéales seront obtenues lorsque toutes les exigences seront satisfaites. Si les

conditions idéales ne sont pas disponibles, il peut encore être possible de réaliser un mesurage, mais l'incertitude sera

accrue.
5.2 Délimitation de l'emplacement

Une station permanente ou une station susceptible d'être fréquemment utilisée pour des mesurages

ultérieurs doit être équipée de moyens de repérage de la section et de détermination du niveau.

5.2.1 La position de chaque section, perpendiculaire à la direction moyenne de l'écoulement, doit être

définie sur les deux rives par des repères clairement visibles et immédiatement identifiables. Lorsqu'un

emplacement peut être couvert par une importante couche de neige, les repères de la ligne de section

peuvent être référencés par rapport à d'autres objets, tels que des tumuli de pierres.

5.2.2 Le niveau doit être lu sur une échelle limnimétrique au début et à la fin de la période de mesurage.

Si le niveau d'eau change rapidement, il est recommandé d'effectuer un mesurage du niveau toutes

les 30 minutes.
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5.2.3 S'il est possible que le niveau de la surface de l'eau soit différent entre deux rives, l'utilisation

d'une échelle limnimétrique auxiliaire doit être envisagée. Lorsqu'il y a lieu de craindre une différence du

niveau de l'eau entre les deux rives, une échelle limnimétrique auxiliaire doit être installée sur la rive

opposée. La moyenne des valeurs relevées par les deux échelles doit être utilisée comme niveau moyen

de la surface de l'eau et comme base de tracé du profil de la section transversale du cours d'eau.

6 Mesurage de l'aire de la section transversale
6.1 Généralités

Le profil de la section du chenal à l'emplacement des mesurages doit être déterminé en un nombre de

points suffisant pour établir la forme du fond et pour réduire au minimum l'incertitude liée au calcul de

l'aire de la section transversale.
6.2 Mesurage de la largeur

6.2.1 Les valeurs de la largeur du chenal et des éléments individuels de section peuvent être obtenues

en mesurant les distances horizontales à partir d'un point de référence fixe ou jusqu'à un point de

référence fixe qui doit être situé dans le plan vertical de la section de mesurage.

6.3 Mesurage de la profondeur

6.3.1 Les mesurages de profondeur doivent être effectués à des intervalles suffisamment rapprochés

pour définir avec précision le profil de la section. Le nombre de points de mesurage de la profondeur doit

être au moins égal au nombre de points de mesurage de la vitesse.

Le nombre de points d'échantillonnage dépend de la variabilité de la profondeur de l'eau dans la section.

Le nombre de points est adéquat lorsqu'il n'affecte pas sensiblement la valeur obtenue.

Lorsqu'il est impossible de faire plus d'une seule lecture de la profondeur, l'incertitude de mesure peut

être augmentée (voir Article 9).
7 Mesurage de la vitesse
7.1 Détermination de la vitesse par mesurage de la vitesse par point

Toute une gamme d'instruments est disponible pour mesurer la vitesse par point. Ils sont décrits à

l'Annexe A
7.1.1 Mode opératoire de mesurage
Les rel
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