ISO/R 1070:1969

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General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 31-Dec-1968
• Technical Committee: ISO/TMBG - Technical Management Board - groups
• Drafting Committee: ISO/TMBG - Technical Management Board - groups
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 01-Jan-1974

Standards Content (Sample)

Ref. No. : ISO/R 1070-1969 (E)
UDC 532.57 : 532.543 : 627.133
IS0
FOR STAN DARD IZATl O N
I N T ERN AT1 O N A L ORGAN lZ AT I O N
IS0 RECOMMENDATION
R 1070
LIQUID FLOW MEASUREMENT IN OPEN CHANNELS
BY SLOPE AREA METHOD
1st EDITION
May 1969
COPYRIGHT RESERVED
The copyright of IS0 Recommendations and IS0 Standards
IS0 Member Bodies. Reproduction of these
belongs to
in any country, may be authorized therefore only
documents,
by the national standards organization of that country, being
a member of ISO.
For each individual country the only valid standard is the national standard of that country.
Printed in Switzerland
Also issued in French and Russian. Copies to be obtained through the national standards organizations.

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BRIEF HISTORY
The IS0 Recommendation R 1070, Liquid jlow measurement in open channels by slope area method, was
drawn up by Technical Committee ISO/TC 113, Measurement of liquid flow in open channels, the Secretariat of
which is held by the Indian Standards Institution (ISI).
Work on this question led, in 1965, to the adoption of a Draft IS0 Recommendation.
In January 1967, this Draft IS0 Recommendation (No. 1140) was circulated to all the IS0 Member Bodies
i
for enquiry. It was approved, subject to a few modifications of an editorial nature, by the following Member Bodies :
Argentina India Romania
Australia Ireland Spain
Israel Switzerland
Be 1 gi u m
Canada Thailand
Italy
France Japan U.A.R.
Germany Korea, Rep. of United Kingdom
Greece Netherlands
Two Member Bodies opposed the approval of the Draft
Czechoslovakia
U.S.A.
The Draft IS0 Recommendation was then submitted by correspondence to the IS0 Council, which decided,
IS0 RECOMMENDATION.
in May 1969, to accept it as an
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ISO/R 1070-1969 (E)
IS0 Recommendation R 1070 May 1969
LIQUID FLOW MEASUREMENT IN OPEN CHANNELS
BY SLOPE AREA METHOD
1. SCOPE
This IS0 Recommendation deals with the methods of determining the slope and area of cross-section of the
stream, and of computing the discharge therefrom. The method provides an approximate estimate of the dis-
charge in somewhat special conditions in the stream and is used when estimation of discharge by more accurate
methods, like the velocity area methods, is not possible. The slope area method can be used with some degree
of accuracy in channels with stable boundaries such as rock (or very cohesive clay) bed and sides, and in channels
with relatively coarse bed material; this method may also be used in other cases such as alluvial channels inclu-
ding channels with defined spills or non-uniform channel sections, subject to the acceptance of larger errors
involved in the selection of the value of the Manning’s coefficient n or Chezy’s coefficient C. It is, however, not
desirable to use this method in the case of very large channels or channels with very flat slopes of high sediment
concentration or channels with significant curvature.
This IS0 Recommendation deals only with ad hoc measurements of discharge and should not be employed for
establishing rating curves. Although the accuracy of results from applying the slope area method is less than
that from applying the velocity area methods, it is sometimes necessary to use the slope area method to define
the extreme high stage end of rating curves because the magnitude of extremely rare floods is such that other
methods of measuring discharge cannot be used.
2. DEFINITIONS
For the purpose of this IS0 Recommendation, the definitions given in IS0 Recommendation R 772, Vocabu-
lary of terms and symbols used in connection with the measurement of liquid flow with a free surface, apply.
3. UNITS OF MEASUREMENT
The units of measurement used in this IS0 Recommendation are seconds and metres (or feet).
4. PRINCIPLE OF THE METHOD OF MEASUREMENT
A measuring reach is chosen for which the mean area of cross-section of the stream is determined and the
surface slope of the flowing water in that reach is measured. The mean velocity is then established by using
known empirical formulae which relate the velocity to the hydraulic mean depth, the surface slope corrected
for kinetic energy of the flowing water and the characteristics of the bed and bed material. The discharge is
computed as the product of the mean velocity and the mean area of cross-section of the stream.

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ISO/R 1070-1969 (E)
5. SELECTION AND DEMARCATION OF SITE
5.1 Initial survey of site
It is desirable that approximate measurements of widths, depths and surface slopes should be made in a
preliminary survey to decide on the suitability of a site conforming, as far as possible, with the conditions
given in clauses 5.2 and 5.3. It is intended that these measurements should only serve as a guide.
5.2 Selection of site
5.2.1 The accuracy of the determination of discharge by the slope area method is increased if the river
banks and bed are reasonably stable and the river reach fairly straight and uniform in section and free
from obstructions and disturbances.
5.2.2 The length of the reach depends upon river slopes at very low stages and flood stages. The slope should
be such that the surface fall in the length of the reach used at each site is at least ten times the
expected error in “measurement of fall”.
5.2.3 The flow in the reach should be free from significant disturbances due to the effect of tributaries
joining upstream or downstream or of any structure. The reach should be one in which no substan.
tial expansion occurs.
5.2.4 The orientation of the reach should be such that the direction of the flow is as closely as possible
normal to that of the prevailing wind.
5.2.5 The flow in the channel should, as far as possible, be contained within its banks at all stages at which
this method is used, as otherwise the overflow would have to be separately measured.
5.2.6 The site should not be unduly exposed to wind.
5.2.7 The site should be easily accessible at all times.
5.3 Demarcation of site
The site, after selection, should be provided with means for the demarcation of the cross-section and
for the determination of the stage.
The position of each cross-section normal to the general direction of flow should be defined on the two
banks by clearly visible and readily identifiable markers.
5.4 Changes occurring after the selection of the site
If, after the site has been selected, changes occur which do not comply with the above requirements.
steps should be taken to rectify the changes to make it conform to these requirements. If this is not
possible, another site should be selected.
6. DEVICES FOR MEAFUREMENT OF SLOPE
6.1 Reference gauge
The reference gauge should be a vertical gauge, or an inclined gauge. The markings should be clear and
sufficiently accurate for the purpose for which the measurements are required; the lowest marking and
the highest marking on the reference gauge should be respectively below and above the lowest and
highest anticipated water levels.
The reference gauge should be securely fixed to an immovable and rigid support in the stream and
should be correlated to a fixed bench mark by precise levelling to the national datum.
6.1.1 Verticalgauge. This staff gauge should be truly vertical. It should be of such a shape as not to cause
any noticeable heading up of flow.
6.1.2 fnclinedgauge. The inclined gauge should fit closely and be solidly anchored to the slope of the
natural bank of the water-course. It may be calibrated on the site by precise levelling.
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ISO/R 1070-1969 (E)
6.2 Liquid level recorder*
This is particularly useful where large fluctuations of discharge occur during short intervals as in the
case of hili torrents and flashy rivers. It may consist of a recorder operated by a float, or of a pneumatic
recorder. The float-operated recorder should be installed above a vertical stilling well communicating
with the channel. The pneumatic recorder may be installed at a distance in a place in which both access
and use are easy. It is essential, however, to combine the recorder always with a reference gauge, placed
near the point of measurement of the recorder.
6.3 Crest stage gauge
This is suitable for use where only the peak level attained during each flood has to be determined. Peak
discharges can be calculated from two such gauges installed in a reach of the river, provided the time lag
in the reach can be taken as nil.
7. PROCEDURE FOR INSTALLING GAUGES AND MAKING OBSERVATIONS
7.1 Installation
Gauges should be installed. on both banks of the river, at not fewer than three cross-sections, making
a total of at least six gauges. The gauge data should be related to a standard system of levels.
7.2 Procedure for observation of gauges
The gauge should be read from such a position as to avoid all parallax errors. The gauge should be
observed continuously for a minimum period of 2 minutes or the period of a complete oscillation,
whichever is longer, and the maximum and minimum readings taken and averaged.
1.3 Recording
Information regarding the date, time, weather conditions. direction of wind, current, etc., should be
recorded before the commencement of operations.
All gauges should be observed at suitable intervals and readings recorded throughout the period of
measurement including initial and terminal readings.
8. COMPUTATION OF SURFACE SLOPE
8.1 Computation of siope from gauges
Slope is computed from the gauge observations at either end of the reach, the intermediate gauge(s)
being used to confirm that the slope is uniform throughout the reach. The gauges should be read to
the smallest marking on the gauge which is generally 2 mm on the metric gauge (0.01 ft on gauges
marked with FPS units) and should be steady when observed.
NOTE. - When accurate gauges do not exist or have been destroyed, and when no other method can be employed,
a rough estimate of the slope during the peak stage can be made by means of flood marks on the banks. Several
dependable highmater flood marks for each bank should be used in determining the mater le
...

Ref. NO : lSO/R 1070-1969 (F)
CDU 532.57 : 532.543 : 627.133
IS0
O RG A N IS AT1 ON I N TERN AT I O N A LE DE N ORM A LI SAT1 ON
MANDATION IS0
RECOM
R 1070
MESURE DE DÉBIT DES LIQUIDES DANS LES CANAUX DÉCOUVERTS
MÉTHODE DE LA PENTE DE LA LIGNE D’EAU
ibre EDITION
Mai 1969
REPRODUCTION INTERDITE
Le droit de reproduction des Recommandations IS0 et des Normes
IS0 est la propriétk des Comités Membres de I’ISO. En consé-
quence, dans chaque pays, la reproduction de ces documents ne
peut être autorisée que par l’organisation nationale de normali-
sation de ce pays, membre de 1’1SO.
Seules les normes nationales sont valables dans leurs pays respectifs.
Imprimé en Suisse
Ce document est également édité en anglais et en russe. I1 peut ëtre obtenu auprès des organisations
nationales de normalisation.

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HISTORIQUE
La Recommandation ISO/R 1070, Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthode de la
pente de la ligne d’eau, a été élaborée par le Comité Technique ISO/TC 1 13, Mesure de débit des liquides dans
les canuux découverts, dont le Secrétariat est assuré par 1’Indian Standards Institution (19).
Les travaux relatifs à cette question aboutirent, en 1965, à l’adoption d’un Projet de Recommandation 1SO.
En janvier 1967. ce Projet de Recommandation IS0 (NO 1140) fut soumis à l’enquête de tous les Comités
Membres de I’ISO. II fut approuvé, sous réserve de quelques modifications d’ordre rédactionnel, par les Comités
Membres suivants :
Allemagne France Pays-Bas
Argentine Grèce R.A.U.
Australie Inde Roumanie
Belgique Irlande Royaume-Uni
Canada Israël Suisse
Corée, Rep. de Italie Thaïlande
Espagne Japon
Deux Comités Membres se déclarèrent opposés à l’approbation du Projet :
Tchécoslovaquie
U.S.A.
Le Projet de Recommandation IS0 fut alors soumis par correspondance au Conseil de 1’1SO qui décida,
en mai 1969, de l’accepter comme RECOMMANDATION ISO.
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ISO/R 1070-1969 (F)
Recommandation I SO R 1070 Mai 1969
MESURE DE DÉBIT DES LIQUIDES DANS LES CANAUX DÉCOUVERTS
MÉTHODE DE LA PENTE DE LA LIGNE D’EAU
1. OBJET
La présente Recommandation 1SO traite des méthodes permettant de déterminer la pente de la ligne d’eau et
la surface de la section mouillée et de calculer ainsi le débit. Cette méthode donne une valeur approchée du
débit de l’écoulement dans des conditions plus ou moins particulières; elle est utilisée lorsque l’évaluation de
débit par des méthodes plus précises, comme celle de l’exploration du champ des vitesses, n’est pas possible.
La méthode de la pente de la ligne d’eau ne peut être utilisée avec quelque précision que dans les chenaux dont
les berges et le lit sont stables, formés, par exemple, par des rochers (ou de l’argile cohésive) et dans les chenaux
dont le lit est en matériaux assez grossiers; elle peut également être utilisée dans d’autres cas, celui de chenaux
alluviaux, par exemple, y compris des chenaux dont le lit majeur est bien défini ou des sections qui ne sont pas
uniformes, sous réserve d’accepter de plus grandes erreurs provenant de la valeur choisie pour le coefficient de
Manning n ou le coefficient de Chezy C. Toutefois, il convient de ne pas utiliser cette méthode dans le cas de
chenaux très larges ou à très faible pente ou dans le cas d’une forte concentration en sédiments ou encore dans
le cas de chenaux avec des courbures significatives.
La présente Recommandation IS0 ne traite que des mesures de débit elles-mêmes et ne doit pas etre utilisée
pour établir des courbes de tarage. Bien que la précision des résultats obtenus avec la mesure par la pente de la
ligne d’eau soit moindre que celle des résultats de la mesure des champs de vitesses, il est parfois essential
d‘utiliser la méthode de la pente de la ligne d’eau pour définir l’extrémité du niveau maximal des courbes de
tarage, parce que la grandeur de très rares crues est telle qu’on ne peut pas utiliser d’autres méthodes de mesure.
2. DÉFINITIONS
La présente Recommandation IS0 utilise les définitions données dans la Recommandation ISO/R 772,
Vocabulaire des termes et symboles relatifs a la mesure de débit des liquides s’écoulant avec une surface libre.
3. UNITES DE MESURE
Les unités de mesure utilisées dans la présente Recommandation IS0 sont la seconde et le mètre (ou le foot).
4. PRINCIPE DE LA MÉTHODE DE MESURE
Choisir un bief de mesure dans lequel sera déterminé la surface de la section mouillée moyenne et la pente de la
ligne d’eau; déterminer alors la vitesse moyenne grâce à des formules empiriques connues qui relient la vitesse
au rayon hydraulique, à la pente de la ligne d’eau corrigée pour tenir compte de l’énergie cinétique de l’écoule-
ment, et aux caractéristiques du lit et de ses matériaux constitutifs. Le débit est ensuite calculé comme le
produit de la vitesse moyenne par la surface de la section mouillée moyenne.

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5. CHOIX ET DELIMITATION DE L’EMPLACEMENT
5.1 Reconnaissance préalable du site
Il est souhaitable de mesurer approximativement, au cours d’une reconnaissance préalable, la largeur, la
profondeur et la pente de la ligne d’eau, de manière à vérifier que l’emplacement répond aussi bien que
possible aux conditions indiquées aux paragraphes 5.2 et 5.3. Ces mesures ne doivent être faites qu’à
titre d’indication.
5.2 Choix de l’emplacement
5.2.1 La précision de la détermination d’un débit par la méthode de la pente de la ligne d’eau est améliorée
si les berges et le lit du cours d’eau sont sensiblement stables et si le bief est droit, de section uniforme,
et exempt d’obstacles et de pertubations.
5.2.2 La longueur du bief dépend de la pente du cours d’eau à très faible niveau et au niveau de crue. La
pente devrait être telle que la différence de hauteur dans le bief utilisé à chaque emplacement soit au
moins dix fois l’erreur qu’on peut attendre dans la mesure de cette différence.
5.2.3 L’écoulement dans le bief doit être exempt de perturbations notables dues à des affluents situés en
amont ou en aval ou à des aménagements. Le tronçon ne doit pas comporter d’importants élargisse-
ments.
5.2.4 L‘orientation du bief doit être telle que la direction du courant soit la plus voisine possible de la
perpendiculaire à la direction des vents dominants.
5.2.5 Quel que soit le niveau auquel la méthode est utilisée, le cours d’eau doit autant que possible rester
dans ses berges, car sinon il faudrait effectuer séparément la mesure du débit déversé.
I
5.2.6 L’emplacement ne doit pas être trop expose aux vents.
5.2.7 A tout moment l‘emplacement doit être facilement accessible.
5.3 Démarcation de l’emplacement
Après qu’il a été choisi, l’emplacement doit être équipé des accessoires nécessaires à la délimitation de
la section et à la détermination du niveau.
L’emplacement de chaque section, perpendiculaire à la direction générale de l’écoulement, doit être
marqué sur les deux rives de façon très visible et facile à identifier.
5.4 Changement après le choix de l’emplacement
I
Si, après qu’un emplacement ait été choisi, des changements surviennent qui infirment les conditions
ci-dessus, il faudra faire le nécessaire pour corriger ces modifications afin de rendre l’emplacement
conforme à ces conditions. Si cela n’est pas possible, un autre emplacement devra être choisi.
6. DISPOSITIFS POUR LA MESURE DE LA PENTE
6.1 Limnimètre de référence
Le limnimètre de référence doit être une échelle limnimétrique verticale ou une échelle limnimétrique
inclinée. Les repères doivent être nets et suffisamment précis pour répondre aux exigences des mesures;
le repère inférieur et le repère supérieur du limnimètre de référence doivent se situer respectivement
au-dessous et au-dessus des niveaux d’eau les plus bas et les plus hauts que l’on prévoit.
Le limnimètre de référence doit être solidement amarré dans le courant à un support fixe et rigide et
être lié à un repère de nivellement fixe ayant fait l’objet d’un relevé topographique national exact.
6.1.1 Echelle limniméfrique verticale. Ce limnimètre doit être absolument vertical et de forme telle qu’il
ne provoque aucune surélévation sensible de l’écoulement.
6.1.2 Echelle limnimétrique inclinée. L’échelle limnimétrique inclinée doit être parfaitement adaptée et
solidement amarrée à la pente de la berge naturelle du cours d’eau. Elle peut être étalonnée sur
place à l’aide d’un relevé topographique précis.
I
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6.2 Limnigraphe
Cet appareil est particulièrement utile lorsque des variations importantes de débit surviennent dans de
courts délais, comme dans le cas des torrents et de cours d’eau irréguliers. Il peut être constitué par un
limnigraphe à flotteur ou un limnigraphe pneumatique. Le limnigraphe à flotteur doit ètre installé au-
dessus d‘un puits vertical de tranquillisation du niveau, communiquant avec le lit du chenal. Le limni-
graphe pneumatique pourra être installé à distance, en un lieu facile d’accès et d’exploitation. Toutefois,
il est essentiel de toujours associer le limnigraphe à un limnimètre de référence situé à proximité du point
où le limnigraphe effectue ses mesures.
6.3 Limnimetre a niveau maximd
Ce limnimètre convient lorsque l’on cherche seulement à déterminer le niveau maximal atteint au cours
dune crue. Les débits de pointe peuvent être calculés à partir de deux limnimètres de ce type disposés
dans un bief du cours d’eau, à condition que la propagation de la crue dans le bief de mesure puisse être
considérée comme instantanée.
7. INSTALLATION DES LIMNIMÈTRES ET RELEVE DES OBSERVATIONS
7.1 Installation
Des limnimètres doivent être installés à trois sections, au moins, sur chacune des rives, soit un total de
six limnimètres. Les zéros de leurs échelles doivent être rattachés à un système de nivellement normalisé.
7.2 Relevé des observations
Les lectures sur les échelles doivent ètre faites en evitant les erreurs de parallaxe. Le limnimètre doit
ètre observé en permanence, pendant 2 minutes au moins ou pendant une période complète d’oscilla-
tion si celle-ci dépasse 2 minutes; les lectures maximale et minimale sont relevées et leur moyenne est
calculée.
7.3 Enregistrement
Avant le début de ces opérations, on relèvera toutes informations concernant la date, l’heure, les
conditions météorologiques, la direction du vent, l’écoulement, etc.
Tous les limnimètres doivent être observés à des intervalles de temps convenables; les relevés doivent
ètre faits pendant la période de mesure, et également avant et après cette période.
8. DÉTERMINATION DE LA PENTE DE LA LIGNE D’EAU
8.1 Détermination de la pente par limnimètre
La pente est calculée à partir des relevés des limnimètres à chaque extrémité du bief, un (ou des) limni-
mètre(s) intermédiaire(s) étant installé(s) pour contrôler si la pente est égale tout le long du bief. Les
limnimètres doivent être observés au repère inférieur, qui est généralement à 2 mm dans le cas des
limnimètres métriques (0,Ol ft pour les limnimètres gradués en unités FPS), et doivent être stables au
moment de l’observation.
NOTE. - Si l’on ne dispose pas de limnimètres precis ou s’ils ont été mis hors d’usage et si l’on ne peut recourir a
au
...