ISO 4362:1992
(Main)Measurement of liquid flow in open channels — Trapezoidal profile weirs
Measurement of liquid flow in open channels — Trapezoidal profile weirs
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts — Déversoirs à profil trapézoïdal
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL
STANDARD 4362
First edition
1992-09-l 5
---
--w--e-----
I__-F_-___-----__I_
Measurement of liquid flow in open channels -
Trapezoidal profile weirs
Mesure de d&it des liquides dans /es canaux dkouverts - Dbersoirs
2 profil trapcizo7dal
Reference number
IS0 4362: 1992(E)
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IS0 4362:1992(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
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, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. IS0 collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an lnter-
national Standard requires approval by at least 75 % of the member
bodies casting a vote.
International Standard IS0 4362 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 113, Measurement of liquid f7ow in open channels, Sub-
Committee SC 2, Notches, weirs and flumes.
0 IS0 1992
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without
permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 @ CH-121 1 Genkve 20 l Switzer
Printed in Switzerland
ii
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 4362:1992(E)
Measurement of liquid flow in open channels - Trapezoidal
profile weirs
Particular attention shall be paid to the following
1 Scope
features in selecting the site:
This International Standard specifies methods of
a) the availability of an adequate length of channel
liquid flow measurement in open channels under
of regular cross-section;
steady flow conditions using trapezoidal profile
weirs. It applies to free flows, which depend on the
b) the existing velocity distribution;
upstream head only, and drowned flows, which de-
pend on both the upstream and the downstream
c) the avoidance of a steep channel, if possible;
heads.
d) the effects of an excessive increase in upstream
2 Normative reference
water level owing to installation of the measuring
structure;
The following standard contains provisions which,
through reference in this text, constitute provisions
e) the sediment content of the stream and whether
of this International Standard. At the time of publi-
heavy deposition just upstream of the weir is
cation, the edition indicated was valid. All standards
likely to occur;
are subject to revision, and parties to agreements
based on this International Standard are encour-
f) the impermeability of the ground on which the
aged to investigate the possibility of applying the structure is to be founded and the necessity for
most recent edition of the standard indicated below.
piling, grouting or other means of controlling
Members of IEC and IS0 maintain registers of cur-
seepage:
rently valid International Standards.
g) the necessity for flood banks to confine the
IS0 7723988, Liquid flow measurement in open
maximum discharge to the channel;
channels - Vocabulary and symbols.
h) the stability of the banks and the necessity for
trimming and/or revetment in natural channels;
3 Definitions
i) the need for clearance of rocks or boulders from
For the purposes of this International Standard, the
the bed of the approach channel;
definitions given in IS0 772 apply.
j) the effect of wind on the flow over the weir, es-
pecially when the weir is wide and the head is
4 Installation - General considerations
small and when the prevailing wind is in a di-
rection transverse to the direction of flow.
NOTE 1 Particular requirements for trapezoidal profile
weirs are given in clause 7.
If the site does not possess the characteristics
necessary for satisfactory measurements, it shall
4.1 Se ectian of site
not be used unless suitable improvements are
practicable.
A preliminary survey shall be made of the physical
and hydraulic features of the proposed site, to check
The existing velocity distribution in the approach
that it conforms (or may be made to conform) with
channel shall be checked by inspection and
the requirements necessary for discharge measure-
ment by a weir.
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IS0 4362:1992(E)
measurement using, for example, current-meters, straight approach channel of uniform cross-section,
velocity rods and floats. free from projections at the side or on the bottom.
NOTES
Unless otherwise specified, the following general
requirements shall be met.
2 Concentrations of dye are also useful to check the
conditions at the bottom of the channel.
After construction of the weir the flow conditions in
the approach channel may be altered owing to the
3 A complete and quantitative assessment of the vel-
build-up of shoals of debris upstream of the struc-
ocity distribution may be made by using a current-meter.
ture. The likely consequential changes in the water
More information on the use of current-meters is given in
level shall be taken into account in the design of the
IS0 748’).
structure.
If an inspection of the stream shows that the existing
velocity distribution is regular, then it may be as- In an artificial channel the cross-section shall be
sumed that the velocity distribution will remain sat- uniform and the channel shall be straight for a
isfactory after the weir has been constructed. length equal to at least 10 times its width.
If the existing velocity distribution is irregular and If the entry of the approach channel is through a
no other site for a weir is feasible, due consideration bend or if the flow is discharged into the channel
shall be given to checking the distribution after the either through a conduit of smaller cross-section or
installation of the weir and to improving it if at an angle, then a greater length of straight ap-
necessary. proach channel will be required to achieve a regular
velocity distribution. There shall be no baffle nearer
to the points of measurement than IO times the
4.2 Installation conditions
maximum head to be measured.
Under certain conditions, a standing wave may oc-
4.2.1 General
cur upstream of the gauging device, for example if
the approach channel is steep. Provided that this
The complete measuring installation consists of an
wave is at a distance upstream of not less than 30
approach channel, a measuring structure and a
times the maximum head, flow measurement will be
downstream channel. The condition of each of these
feasible, subject to confirmation that a regular vel-
components affects the overall accuracy of the
ocity distribution exists at the gauging station. If a
measurements.
standing wave occurs within this distance, the ap-
proach conditions and/or the gauging device shall
In addition, features such as the surface finish of the
be modified.
weir, the cross-sectional shape of the channel and
its roughness, and the influences of the control sec-
tion and devices upstream or downstream of the
gauging structure shall be taken into consideration.
4.2.3 Weir structure
These features together determine the distribution
The structure shall be rigid and watertight and ca-
and direction of velocity, which have an important
pable of withstanding flood-flow conditions without
influence on the performance of a weir.
displacement, distortion or fracture. It shall be at
right angles to the direction of flow and the ge-
Once an installation has been designed and con-
ometry of the weir shall conform with the dimen-
structed, the user shall prevent or rectify any physi-
sions given in this International Standard.
cal changes in the installation which could affect the
discharge characteristics.
4.2.4 Downstream channel
4.2.2 Approach channel
The flow in the approach channel shall be smooth, The channel downstream of the structure is usually
free from disturbances and shall have a velocity of no importance if the weir has been designed to
distribution as symmetrical as possible over the operate under free-flow conditions. If the weir is de-
cross-sectional area. signed to operate under drowned conditions also,
the downstream channel shall be straight for a
NOTE 4 This can usually be verified by inspection or
length of at least eight times the maximum head to
measurement.
be measured.
In the case of natural streams or rivers, these flow
A downstream gauge shall be provided to determine
conditions can only be attained by having a long the submergence ratio.
.
1) IS0 7483979, Liquid flow measurement in open channels - Velocity-area methods.
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IS0 4362:1992(E)
The well and the connecting pipe or slot shall be
5 Maintenance
watertight. Where provided for the accommodation
of the float of a level recorder, the well shall be of
Maintenance of the measuring structure and the
adequate diameter and depth to give clearance
approach channel is important to secure accurate
around and beneath the float at all stages. Adequate
continuous measurements.
additional depth shall be provided in wells to avoid
the danger of floats grounding on any accumulation
It is essential that, as far as practicable, the ap-
proach channel to the weir be kept clean and free of silt or debris. The float well arrangement may in-
from silt and vegetation for the minimum distance clude an intermediate chamber of similar size and
proportions between the stilling well and the ap-
specified in 4.2.2. The float well and the entry from
proach channel to enable silt and other debris to
the approach channel shall also be kept clean and
free from deposits. The weir structure shall be kept settle out where they may be readily removed.
clean and free from clinging debris and care shall
be taken in the process of cleaning to avoid damage
to the weir crest.
6.3 Zero setting
6 Measurement of water levels
An accurate means of checking the zero setting of
the water level measuring device shall be provided.
6.1 General For this purpose, a pointer, set exactly level with the
crest of the weir and fixed permanently in the ap-
Where spot measurements are required, water lev- proach channel or alternatively in the stilling well
or float well where provided, may be used.
els (heads) upstream and downstream of the meas-
uring structure may be measured by using a hook
A zero check based on the level of the water when
gauge, a point gauge or a staff gauge. Where con-
the flow either ceases or just begins is liable to se-
tinuous records are required, a float-operated re-
rious errors due to surface tension effects and shall
cording gauge may be used; however, to reduce the
not be used.
effects of water surface irregularities, it is preferable
to measure water levels in a separate stilling well.
With decreasing size of the weir and the water level,
Other head-measuring methods may be used pro-
small errors in construction and in the zero setting
vided that sufficient accuracy is obtainable.
and reading of the water-level measuring device
become of greater importance.
The discharges calculated using the working
equations given in this International Standard are
volumetric figures. The liquid density does not affect
the volumetric discharge for a given water level
provided that the operative level is gauged in liquid
7 Particular requirements for trapezoidal
of identical density. If the gauging is carried out in
weirs
a separate well, a correction for the difference in
density may be necessary if the temperature of the
7.1 Specification for the standard weir
liquid in the well is significantly different from that
of the flowing liquid. However, it is assumed herein
The weir comprises an upstream slope of l:Z,, a
that the densities are equal.
horizontal crest, and a downstream slope of 12,
(see figure I).
6.2 Stilling or float well
The values of %, and Z2 for standard trapezoidal
profile weirs in accordance with this International
Where provided, the stilling well shall be vertical
Standard are specified in table 1.
and shall be 0,6 m higher than the maximum water
level to be recorded in the well. The bottom of the
well shall be lower than the elevation of the weir
Table 1 - Upstream and downstream slope
crest.
combinations
--
The well shall be connected to the channel by an Upstream slope Downstream slope
19, l:Z*
inlet pipe or slot, which is large enough to permit the
-I_
water in the well to follow the rise and fall of head
1:l 1:5
without significant delay.
1:2 1:2
1:2 1:3
The connecting pipe or slot shall, however, be as
1:2 1:5
small as possible consistent with ease of mainten-
1:3 1:3
ance, or shall alternatively be fitted with a con-
1:3 15
striction to damp out oscillations due to short-period
--
waves.
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The intersection of the surfaces of the upstream and
7.2 Location of head measurement section
downstream slopes with the horizontal crest shall
form a well-defined straight sharp corner which shall Piezometers or a point-gauge station for the
be horizontal and at right angles to the direction of
measurement of the head on the we? shall be lo-
flow in the approach channel. The crest shall be
cated at a sufficient distance upstream from the weir
horizontal and shall have a rectangular plane sur-
to avoid the region of surface drawdown. However,
face. The surfaces of the crest and the slopes shall they (it) shall be close enough to the weir to ensure
be smooth. The width b of the crest perpendicular to that the energy loss between the section of
the direction of flow shall be equal to the width of the measurement and the control section on the weir is
channel in which the weir is located. negligible.
It is recommended that the head measurement sec-
A sketch of a typical trapezoidal profile weir is given
tion be located at a distance equal to three to four
in figure 1.
times the maximum head (i.e. 3/2,,,,, to 4/z,,,) up-
stream from the toe of the upstream face of the weir,
as shown in figure 1.
Head measurement
sectlon
Tall-water level
Horlzontal crest
measurement sectlon
Figure 1 - Trapezoidal profile weir
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IS0 4362:1992(E)
7.3 Location of tail-water level measurement where
section
b is the width of the weir perpendicular to
the direction of flow, in metres;
Piezometers or a point-gauge station for the
measurement of the tail-water level shall be located
is the submerged- or drowned-flow coef-
r
at a sufficient distance downstream from the weir to
ficient, which is non-dimensional;
avoid regions of fluctuation.
is the coefficient of discharge, which is
Generally, it is recommended that the tail-water
non-dimensional;
level measurement section be located at a distance
of five to six times the maximum head (i.e. 5/z,,,,, to
is the approach velocity coefficient,
6h,,,,) downstream from the toe of the downstream
which is non-dimensional [ = (ljlh)3’*,
face of the weir, so that the measurement is down-
where iI is the total head, in metres];
stream of any unstable water surface or jump.
is the acceleration due to gravity, in me-
tres per second squared;
7.4 Conditions for free-flow
is the measured head, in metres;
Flow is free-flow when it is independent of variations
in the tail-water level. For each upstream and
is the discharge across the weir, in cubic
downstream slope combination of the weir, corre-
metres per second.
lations for the modular limit oC are given in 82.3. The
tail-water head shall not rise more than u’, times the
8.2 Coefficients
upstream head above the crest level, if the flow is
not to be affected by more than 1 % for subcritical
8.2.1 Approach velocity coefficient, CL
conditions in the tail-water.
Cv is given by the following implicit equation:
8 Discharge relationships
8.1 Discharge equation
The discharge equation for trapezoidal profile weirs
is as follows: Values of (I$ may be determined from figure2 which
gives (1:” as a function of CDHz/AY where R is the
cross-sectional area of the channel at the head
measurement section, in square metres.
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
1
.
0,l 0,2 0,3 004 0,s
CobMA
Figure 2 - Approach velocity coefficient, CL
5
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IS0 4362:1992(E)
8.2.2 Coefficient of discharge, <,b figures 5 to IO for the various slope combinations
specified in table 1.
Values of CD as a function of h/Z are given in figures
3 and 4, and table2 for the upstream and down-
8.2.4 Drowned-flow coefficient, c;br
stream slope combinations given in table 1.
(Jdr is a function of h/l and the upstream and down-
stream slopes. For free-flow and submerged-flow
8.2.3 Modular limit, CJ,
conditions where the submergence ratio is less than
the modular 1imi.t specified in 8.2.3, the drowned-flow
The modular limit is a function of h/Z and the up-
coefficient C& may be taken to be unity.
stream and downstream slopes. It is taken to be
equal to the value of the submergence ratio For flow conditions where the submergence ratio is
o = hdr/h (where hdr is the tail-water head above the greater than the modular limit, the value of C’r may
crest) above which the reduction in discharge ex- be determined from figures 11 to 16, where Cdr is
ceeds 1 % of the free-flow (or modular flow) dis- given as a function of /z/Z and CT for the various slope
charge. Values of CT~ as a function of h/l are given in combinations specified in table 1.
Table 2 - Variation in the coefficient of discharge
CD for the following upstream and downstream slope combinations
= l,Z, = 5 = 2,z* = 2 %,=2,Z*=3 =2,%,=5 z, = 3, z* = 3 z, = 3, z2 = 5
4 z-1 &
0,908 0,936 0,936 0,936 0,946 0,946
091
0,920 0,952 0,952 0,952 0,963 0,963
02
0,928 0,964 0,964 0,964 0,974 0,974
093
0,974 0,984
0,938 0,974 0,974 0,984
04
0,985
0,949 0,985 0,985 0,992 0,992
03
0,962 1,000 0,999 0,998 1,003 1,003
W3
0,976 1,018 1,014 1,012 1,014 1,012
097
0,988 1,036 1,029 1,025 1,028 1,022
098
1,042 1,041 1,032
1,002 1,052 1,035
099
1,014 1,066 1,054 1,046 1,054 1,042
I,0
1,026 1,080 1,067 1,056 1,066 1,050
171
1,038 1,094 1,080 1,066 1,076 1,058
12
1,049 1,106 1,092 1,076 1,086 1,064
173
1,102 1,096 1,071
1,060 1,120 1,085
174
1,130 1,112 1,092 1,103 1,078
1,072
175
1,121 1.110 1,084
1,082 1,140
...
IS0
NORME
I NTER NATIONALE 4362
Première édition
1992-09-1 5
Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts - Déversoirs à profil trapézoïdal
Measurement of liquid flow in open channels - Trapezoidal profile weirs
Numéro de référence
IS0 4362: 1992( F)
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IS0 43621 992(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres
de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé 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 I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale IS0 4362 a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
verts, sous-comité SC 2, Déversoirs à échancrures, déversoirs et canaux
jaugeurs.
0 IS0 1992
Droits de reproduction reserves. Aucune partie de cette publication ne peut être repro.
duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique OU
mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 CH-1211 Genéve 20 Suisse
imprimé en Suisse
ii
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IS0 43621 992(F)
NORME INTERNATIONALE
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Déversoirs à profil trapézoïdal
4.1 Choix de l’emplacement
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale prescrit des mé- II faut procéder à une étude préliminaire des condi-
0 thodes de mesure de débit des liquides en régime tions physiques et hydrauliques de l’emplacement
permanent dans les canaux découverts au moyen proposé, pour vérifier qu’il est conforme (ou peut
de déversoirs à profil trapézoïdal. Elle s’applique
être rendu conforme) aux conditions nécessaires à
aux écoulements dénoyés qui ne dépendent que de
un mesurage du débit au moyen d’un déversoir.
la hauteur de charge en amont et aux écoulements
noyés qui dépendent à la fois des niveaux amont et
On doit faire particulièrement attention aux condi-
aval.
tions suivantes pour choisir l’emplacement:
a) l’existence d’une longueur suffisante de chenal,
à section régulière;
2 Référence normative
b) la répartition des vitesses existante;
La norme suivante contient des dispositions qui, par
suite de la référence qui en est faite, constituent des c) l’importance d’éviter, si possible, un chenal à
dispositions valables pour la présente Norme inter- forte pente;
nationale. Au moment de la publication, l‘édition in-
diquée était en vigueur. Toute norme est sujette à d) les effets de l’augmentation excessive des ni-
révision et les parties prenantes des accords fondés veaux de l’eau en amont, due au dispositif de
sur la présente Norme internationale sont invitées mesurage;
à rechercher la possibilité d’appliquer l‘édition la
‘ @plus récente de la norme indiquée ci-après. Les e) la teneur en sédiment du cours d’eau et la pos-
membres de la CE1 et de 1’1S0 possèdent le registre sibilité de forts dépôts en amont du déversoir
des Normes internationales en vigueur à un moment pouvant affecter ses performances;
donné.
i) l’imperméabilité du sol sur lequel doit reposer le
I IS0 772:1988, Mesure de débit des liquides dans les
dispositif de mesurage et la nécessité de procé-
1 canaux découverts - Vocabulaire et symboles.
der à un compactage, à un jointoiement ou à tout
autre moyen de supprimer l’infiltration;
g) la nécessité que les berges du lit majeur puis-
sent contenir le debit maximal dans le chenal;
3 Définitions
h) la stabilité des rives et la nécessité de nettoyer
Pour les besoins de la présente Norme internatio-
et/oii de garnir d‘un revêtement les chenaux na-
nale, les définitions données dans 1’1S0 772 s’appli-
t urelç;
quent.
i) la suppression des rochers ou des galets qui se
trouvent dans le lit du chenal d‘approche;
4 Installation - Considérations générales
i) l’effet du vent sur l‘écoulement au-dessus du
déversoir, en particulier lorsque ce dernier est
NOTE 1 Les conditions particuliéres aux déversoirs à
profil trapézoïdal sont données à l’article 7. large, que la hauteur de lame est faible, et que
1
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IS0 43621 992( F)
le vetit dominant est dans une direction trans- 4.2.2 Chenal d‘approche
versale par rapport à l‘écoulement.
L’écoulement dans le chenal d’approche doit se
Si l’emplacement ne remplit pas les conditions re-
faire en régime fluvial, sans perturbatim, et la ré-
quises pour effectuer des mesurages satisfaisants,
partition des vitesses doit être aussi symétrique que
il faut l’abandonner, à moins qu’il soit possible d’y
possible dans toute la section transversale.
apporter les améliorations nécessaires.
NOTE 4 On peut habituellement vérifier ceci par exa-
La répartition existante des vitesses dans le chenal
men ou mesurage.
d‘approche doit être vérifiée par examen et par
mesurage, par exemple au moyen de moulinets, de
Dans le cas des cours d’eau naturels ou des riviè-
bâtons de vitesse et de flotteurs.
res, on n’obtient de telles conditions d’écoulement
que si l’on dispose d’un chenal d’approche long et
NOTES
rectiligne de section uniforme et exempt de saillies
sur la paroi ou au fond.
2 Les solutions concentrées de colorants sont également
utiles pour la vérification des conditions au fond du
Sauf indication contraire, il faut respecter les condi-
chenal.
tions générales suivantes.
3 Une estimation complète et quantitative de la réparti-
Après la construction du déversoir, le régime
tion des vitesses peut être effectuée au moyen de mouli-
d’écoulement dans le chenal d’approche peut varier
net. L‘ISO 7481) donne plus de renseignements sur
l’emploi des moulinets. par suite de formation de dépôts en amont de la
structure. Les variations du niveau de l’eau qui en
Si un examen du cours d‘eau montre que la répar-
résultent doivent être prises en considération dans
tition existante des vitesses est régulière, on peut
le projet de la structure.
alors supposer que la répartition des vitesses res-
tera satisfaisante après la construction du déversoir.
Dans un chenal artificiel, la section transversale doit
être uniforme et le chenal doit être rectiligne sur
Si la répartition existante des vitesses est irrégu-
une longueur d‘au moins 10 fois sa largeur.
lière et s’il n‘y a pas d’autre emplacement possible
pour le déversoir, il faut bien vérifier cette réparti- Si l’entrée du chenal d’approche se trouve dans un
tion après l’installation du déversoir et l’améliorer coude ou si le chenal est alimenté par une conduite,
de section transversale plus petite, ou faisant un
si nécessaire.
angle, on peut alors avoir besoin d’un chenal d’ap-
proche rectiligne sur une longueur plus grande afin
d’obtenir une répartition régulière des vitesses. Au-
4.2 Conditions d’ ins t a I la t ion
cun dispositif de tranquillisation ne doit être placé
à une distance des points de mesure inférieure à
10 fois la hauteur de lame maximale à mesurer.
4.2.1 Généralités
Dans certaines conditions, un ressaut peut apparaî-
tre en amont du dispositif de jaugeage, par exemple
L’installation complète de mesurage comprend un
si le chenal d’approche est à forte pente. Si ce res-
chenal d’approche, un dispositif de mesurage et un
saut est à une distance en amont d’au moins 30 fois
chenal aval. Les conditions de chacun de ces trois
la hauteur de lame maximate, on peut effectuer le
éléments affectent l’exactitude totale des mesu-
mesurage du débit, à condition qu’il existe bien une
rages.
répartition régulière des vitesses au niveau de la
De plus, les caractéristiques telles que l’état de
station de jaugeage. Si le ressaut apparaît à moins
surface du déversoir, la forme de la section trans-
de cette distance, il faut modifier les conditions
versale du chenal et sa rugosité, l‘influence de la
d’approche et/ou le dispositif de jaugeage.
section de contrôle et des appareils sur l’amont ou
l’aval du dispositif de jaugeage, doivent être prises
4.2.3 Structure du déversoir
en compte.
La structure du déversoir doit être rigide, étanche
Toutes ces caractéristiques déterminent la réparti-
et capable de résister aux écoulements de crue
tion et la direction des vitesses qui ont une influence
sans se déplacer, se déformer ou se casser. Le dé-
importante sur le fonctionnement du déversoir.
versoir doit être perpendiculaire à la direction de
Une fois l’installation concue et construite, I’iitili- l‘écoulement et sa géométrie doit être conforme aux
sateur doit empêcher ou rectifier toute modification dimensions données dans la présente Norme inter-
qui pourrait affecter les caractéristiques du débit. nationale.
IS0 748:1979, Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthodes d‘exploration du champ des
1)
vitesses.
2
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IS0 4362:1992(F)
4.2.4 Chenal aval 6.2 Puits de mesurage ou puits à flotteur
Le chenal aval du déversoir est normalement sans
importance si le déversoir a été concu de facon à Si l’on utilise un puits de mesurage, il doit être ver-
tical et sa hauteur doit être de 0,6 m au-dessus du
pouvoir fonctionner dans les conditions d’écou-
lement dénoyé. Si le déversoir a également été niveau maximal susceptible d’être enregistré dans
conçu pour les écoulements noyés, le chenal aval le puits. Le fond du puits doit être au-dessous de
doit avoir une longueur droite d’au moins huit fois l’élévation du seuil.
la hauteur de lame maximale à mesurer.
Le puits doit être relié au chenal d’approche par une
Un limnimètre doit être prévu en aval pour détermi-
tuyauterie de liaison ou une fente suffisamment
ner le rapport de submersion.
grande pour permettre à l’eau dans le puits de sui-
vre sans délai notable l’augmentation ou la diminu-
tion du niveau.
5 Entretien
Toutefois, la tuyauterie de liaison ou la fente doit
L’entretien du dispositif de mesurage et du chenal
être aussi petite que possible, compte tenu des né-
d’approche est important pour assurer des mesu-
cessités d’entretien, ou bien être pourvue d’un
rages exacts et continus.
étranglement pour amortir les oscillations dues à
des ondes de faible amplitude.
0 II est primordial que le chenal d’approche au dé-
versoir soit, dans toute la mesure du possible,
Le puits et la tuyauterie de liaison ou la fente doi-
maintenu propre et exempt de limon et de végé-
vent être étanches. Si l’on prévoit d’y loger le flot-
tation sur une distance au moins égale à celle spé-
teur d’un enregistreur de niveau, le puits doit avoir
cifiée en 4.2.2. Le puits à flotteur et l’entrée du
un diamètre et une profondeur suffisants pour per-
chenal d’approche doivent également être mainte-
mettre la flottaison de ce flotteur quel que soit le
nus propres et exempts de dépôts. La structure du
niveau de l’eau. Le puits doit également être assez
déversoir doit être maintenue propre et exempte de
profond pour que le limon qui pourrait y pénétrer
tout dépôt de surface, et l’on doit prendre soin, au
n’entraîne pas l’échouage du flotteur. L’installation
cours du nettoyage, de ne pas détériorer le seuil.
d’un puits à flotteur peut comprendre une chambre
intermédiaire, placée entre le puits de mesurage et
le chenal d’approche et ayant des proportions ana-
6 Mesurage du (des) niveau(x)
logues à celles du puits de mesurage pour que les
sédiments puissent y décanter et être enlevés.
6.1 Généralités
Lorsqu’on a besoin de mesurages instantanés, les
niveaux en amont et en aval du dispositif de mesu-
rage peuvent être mesurées au moyen d’une pointe
limnimétrique recourbée, d’une pointe limnimé-
6.3 Repérage du zéro
a
trique droite ou d’une échelle limnimétrique. Lors-
qu’il faut un enregistrement continu, on peut utiliser
un limnigraphe; toutefois, il est bien souvent préfé-
II faut prévoir des moyens exacts pour vérifier le
rable de mesurer le niveau dans un puits de mesu-
repérage du zéro du dispositif de mesurage des ni-
rage séparé afin de réduire l’influence des
veaux. Dans ce but, on peut utiliser un repère réglé
irrégular,ités de la surface de l’eau. D’autres mé-
avec exactitude sur le seuil du déversoir et fixé à
thodes de mesurage sont acceptables si elles don-
demeure dans le chenal d’approche ou, le cas
nent l’exactitude requise.
échéant, dans le puits de mesurage ou le puits à
Les débits calculés d’après les équations données flotte II r.
dans la présente Norme internationale sont des
Un contrôle du zero, basé sur le niveau de l’eau
débits-volumes. La masse volumique du liquide
quand l’écoulement cesse ou lorsqu’il vient de
n’affecte pas le débit-volume pour un niveau donné,
commencer, est sujet à de graves erreurs dues à
à condition que le niveau soit mesuré dans un li-
l’influence de la tension superficielle, et ne doit pas
quide de même rnasse volumique. Si l’on effectue
être employé.
le mesurage dans un puits séparé, il peut être né-
cessaire de faire une correction pour tenir compte
Lorsque la taille di1 déversoir et le niveau diminuent,
de la différence des masses volumiques, si la tem-
les faibles erreurs de construction et celles commi-
pérature du liquide dans le puits est sensiblement
ses dans le positionnement du zéro et la lecture de
différente de celle du liquide en écoulement. Toute-
l’appareil de mesurage du niveau, deviennent plus
fois, on admet ici que les masses volumiques sont
importantes.
égales.
3
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I
’
bien définie et perpendiculaire à la direction de
7 Exigences particulières pour les
l’écoulement dans le chenal d’approche. Le seuil
déversoirs à profil trapézoïdal
doit être une surface horizontale, rectangulaire et
I
plane. Les surfaces du seuil et des px-ements doi-
vent être lisses. La largeur du seuil, O, dans le sens
7.1 Spécifications relatives au déversoir
perpendiculaire à l’écoulement doit être égale à la
normalisé
largeur du chenal dans lequel est situé le déversoir.
Le déversoir se compose d’un parement amont de
Le schéma d’un déversoir-type à profil trapézoïdal
pente IZ,, d’un seuil horizontal et d’un parement
est donné à la figure 1.
aval de 1:Z2 (voir figure 1).
Les valeurs de %, et Z2 pour un déversoir à profil 7.2 Emplacement de la section de mesurage
trapézoïdal normalisé selon la présente Norme
de la hauteur de lame
internationale sont données au tableau 1.
Les piézomètres ou la station de pointes
limnimétriques, permettant de mesurer la hauteur
Tableau 1 - Combinaisons de pentes amont et aval
de lame sur le déversoir, doivent être placés à une
Pente amont Pente aval
distance suffisante en amont du déversoir, pour
12, 1 :%*
éviter la région d’abaissement de la surface. Ils
doivent, toutefois, être placés suffisamment près du 0
1:l 1 :5
déversoir pour que la perte de charge entre la sec-
1 :2 1 :2
tion de mesurage et la section de contrôle sur le
1 :2 1 :3
déversoir soit négligeable.
1 :2 1 :5
1 :3 1 :3
II est recommandé que la section de mesurage de
1 :3 1 :5
la hauteur de lame se trouve à une distance égale
à trois à quatre fois la hauteur de lame maximale
L’intersection des parements aval et amont avec le (c’est-à-dire 3h,,,, à 4k,,,,) du pied de la face amont
seuil horizontal doit être rectiligne, à angles vifs, du déversoir (voir figure 1).
rurage
au niveau a eau aval
7
Figure 1 - Déversoir à profil trapézoïdal
I 4
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7.3 Emplacement de la section de mesurage
du niveau d’eau aval
est le débit sur le déversoir, en mètres
cubes par seconde;
Les piézomètres ou la station de pointes
limnimétriques, permettant de mesurer le niveau
sans dimen-
est le coefficient de débit,
d’eau aval, doivent être placés à une distance suffi-
sion:
sante en aval du déversoir pour éviter les fluc-
tuations de l’écoulement.
est le coefficient de vitesse d‘approche,
sans dimension [ = (H/h)3’*, où II est la
II est généralement recommandé de situer cette
hauteur totale de charge, en mètres];
section de mesurage à une distance égale à cinq à
six fois la hauteur de lamie maximale (c’est-à-dire
est le coefficient d‘écoulement noyé,
5h,,,, à 6h,,,,), du pied de la face aval du déversoir,
sans dimension;
de facon à ce que le mesurage soit effectué en aval
est l’accélération due à la pesanteur, en
des instabilités de surface ou des ressauts éven-
mètres par seconde carrée;
tuels.
est la largeur du déversoir perpendi-
7.4 Conditions pour un écoulement dénoyé
culairement à la direction de I’écou-
lement, en metres:
Un écoulement est dit dénoyé lorsqu’il est indépen-
dant des variations du niveau aval. Les corrélations
est la hauteur de lame mesurée, en mè-
0
correspondant à chaque combinaison de pentes tres.
amont et aval pour une limite de submergence cc
sont données en 8.2.3. Pour que le débit ne soit pas
8.2 Coefficients
affecté de plus de 1 YO par l’écoulement en régime
fluvial dans le canal de fuite, le niveau d’eau dans
8.2.1 Coefficient de vitesse d’approche, C,
celui-ci ne doit pas être supérieur à cc fois la hau-
teur de lame amont.
Le coefficient Cv est donné par l’équation implicite
suivante:
8 Formules de calcul de débit
8.1 Équation de débit
L’équation de débit pour les déversoirs à profil Les valeurs de C,, peuvent être déterminées à partir
trapézoïdal est la suivante: de la figure2, en fonction de c,bhh/A, où A est l’aire
de la section transversale du chenal dans la section
de mesure de la hauteur de la lame, en mètres
carrés.
0.5 0,6 0,7 0,B 0.9 1
1,25
1.2
1.15
c:
1.1
1,05
I
O 0.1 0,2 0,3 0,4 0.5
Cobh/A
Figure 2 -- Coefficient de vitesse d‘approche, C,,
5
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I n
8.2.2 Coefficient de débit, CD pente spécifiées au tableau 1, sont données de la fi-
gure 5 à la figure 10.
Les valeurs du coefficient Cb en fonction de h/f sont
données aux figures 3 et 4 et au tableau2 pour les
8.2.4 Coefficient d’écoulement noyé, Zd,.
combinaisons de pente amont et aval données au
I tableau 1.
Le coefficient est fonction de h/Z et des pentes
amont et aval. En régimes d’kcoulement libre et
8.2.3 Limite de submergence, cc
noyé où le rapport de submersion est inférieur à la
I
limite de submergence prescrite en 8.2.3, le coeffi-
La limite de submergence cc est fonction de h/Z et
cient d’écoulement noyé Cdr peut être pris égal à 1.
des pentes amont et aval. Elle correspond au rap-
pori de submersion O =hd,/h (hdr étant le niveau Lorsque le rapport de submersion dépasse la limite
d‘eau aval au-dessus du seuil) au-delà duquel la di- de submergence, la valeur de C,,, peut être déter-
minution de débit excède 1 Yo du débit en écou- minée à partir des figures 11 à 16, où Cdr est donné
lement libre ou dénoyé. Les valeurs de oc en en fonction de h/Z et O, pour les différentes combi-
fonction de h/f, pour les différentes combinaisons de naisons de pente prescrites au tableau 1.
Tableau 2 - Variation du coefficient de débit C,;
Cb pour les combinaisons de pente ainont et aval suivantes
Z, = 1, Z2 = 5 z, = 2, z* = 2 z1 = 2, z2 = 3 Zl = 2, ;i2 = 5 z, = 3, ;i2 = 3 z, = 3, z, = 5
0,908 0,936 0,936 0,936
0,946 0,946
0,920 0,952 0,952 0,952 0,963 0,963
0,928 O ,964 0,964 0,964 0,974 0,974
0,938 0,974 0,974 0,974 0,984 0,984
0,985
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.