ISO 748:2007
(Main)Hydrometry — Measurement of liquid flow in open channels using current-meters or floats
Hydrometry — Measurement of liquid flow in open channels using current-meters or floats
ISO 748:2007 specifies methods for determining the velocity and cross‑sectional area of water flowing in open channels without ice cover, and for computing the discharge therefrom. ISO 748:2007 covers methods of employing current‑meters or floats to measure the velocities. It deals only with single measurements of the discharge; the continuous recording of discharges over a period of time is covered in ISO 1100-1 and ISO 1100-2.
Hydrométrie — Mesurage du débit des liquides dans les canaux découverts au moyen de moulinets ou de flotteurs
L'ISO 748:2007 spécifie des méthodes permettant de déterminer la vitesse et l'aire de la section droite d'un écoulement d'eau en chenal non couvert par la glace et de calculer le débit à partir des résultats des mesurages. Elle couvre les méthodes faisant usage de moulinets ou de flotteurs destinés au mesurage des vitesses. Il est à noter que, bien que dans certains cas ces mesurages soient entrepris pour déterminer la relation hauteur-débit d'une station hydrométrique, l'ISO 748:2007 ne traite que de simples mesurages du débit; l'enregistrement en continu des débits durant une certaine période fait l'objet de l'ISO 1100‑1 et de l'ISO 1100‑2.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 748
Fourth edition
2007-10-15
Hydrometry — Measurement of liquid
flow in open channels using current-
meters or floats
Hydrométrie — Mesurage du débit des liquides dans les canaux
découverts au moyen de débitmètres ou de flotteurs
Reference number
ISO 748:2007(E)
©
ISO 2007
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ISO 748:2007(E)
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ISO 748:2007(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 Selection and demarcation of site . 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. 4
7 Measurement of velocity. 5
7.1 Measurement of velocity using current-meters. 5
7.1.1 Rotating-element current-meters . 5
7.1.2 Electromagnetic current-meters . 5
7.1.3 Measurement procedure . 5
7.1.4 Oblique flow . 6
7.1.5 Determination of the mean velocity in a vertical . 7
7.1.6 Errors and limitations. 10
7.2 Measurement of velocity using floats. 11
7.2.1 General. 11
7.2.2 Selection of site . 11
7.2.3 Measuring procedure . 11
7.2.4 Types of float. 11
7.2.5 Determination of velocity. 12
7.2.6 Main sources of error . 13
8 Computation of discharge . 13
8.1 General. 13
8.2 Graphical method . 13
8.2.1 Depth-velocity-integration . 13
8.2.2 Velocity-area integration method (velocity-contour method) . 14
8.3 Arithmetic methods . 16
8.3.1 Mean-section method. 16
8.3.2 Mid-section method. 16
8.4 Independent vertical method. 17
8.5 Mean-section method — Horizontal planes . 20
8.6 Determination of discharge from surface-float velocity measurements . 20
8.7 Determination of discharge for variations of water level . 22
8.7.1 General. 22
8.7.2 Computation of discharge . 22
8.7.3 Computation of mean water level . 22
9 Uncertainties in flow measurement . 23
9.1 General. 23
9.2 Definition of uncertainty. 23
9.3 Method of calculating the uncertainty in discharge by measurement of velocity by
current-meter. 24
9.3.1 General. 24
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9.3.2 Contributory uncertainties. 24
9.3.3 Example. 26
9.3.4 Combined uncertainty . 26
9.4 Method of calculating the uncertainty in discharge by measurement of velocity using
floats. 27
9.4.1 General . 27
9.4.2 Contributory uncertainties. 27
9.4.3 Combined uncertainty in discharge. 28
9.4.4 Example. 28
Annex A (informative) Correction for sag, pull, slope and temperature in measurement of cross-
section width by tape or wire. 30
Annex B (informative) Distance measurement across the cross-section . 33
Annex C (informative) Corrections for wetted length of wire when measuring depths with wire not
normal to surface . 36
Annex D (informative) Correction for drift . 39
Annex E (informative) Uncertainties in the velocity-area measurement. 40
Annex F (informative) Determination of mean velocity from float measurements. 44
Bibliography . 46
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ISO 748:2007(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 748 was prepared by Technical Committee ISO/TC 113, Hydrometry, Subcommittee SC 1, Velocity area
methods.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 748:1997), which has been technically revised.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 748:2007(E)
Hydrometry — Measurement of liquid flow in open channels
using current-meters or floats
1 Scope
This International Standard specifies methods for determining the velocity and cross-sectional area of water
flowing in open channels without ice cover, and for computing the discharge therefrom.
It covers methods of employing current-meters or floats to measure the velocities. It should be noted that
although, in some cases, these measurements are intended to determine the stage-discharge relation of a
gauging station, this International Standard deals only with single measurements of the discharge; the
continuous recording of discharges over a period of time is covered in ISO 1100-1 and ISO 1100-2.
NOTE The methods for determining the velocity and cross-sectional area of water flowing in open channels with ice
cover are specified in ISO 9196.
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, Hydrometric determinations — Vocabulary and symbols
ISO 1088, Hydrometry — Velocity-area methods using current-meters — Collection and processing of data for
determination of uncertainties in flow measurement
ISO 2537, Hydrometry — Rotating-element current-meters
ISO 3455, Hydrometry — Calibration of current-meters in straight open tanks
ISO/TS 15768, Measurement of liquid velocity in open channels — Design, selection and use of
electromagnetic current meters
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
4.1 The principle of these methods consists of determining velocity and cross-sectional area. A measuring
site is chosen conforming to the specified requirements (see Clause 5); the width, depending on its magnitude,
is measured either by means of steel tape or by some other surveying method, and the depth is measured at
a number of points (known as verticals) across the width, sufficient to determine the shape and area of the
cross-section (see Clause 6).
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ISO 748:2007(E)
Velocity observations using current-meters are made at each vertical preferably at the same time as
measurement of depth, especially in the case of unstable beds (see 7.1.5).
Velocity observations can also be made using surface floats or velocity-rods (see 7.2).
4.2 The discharge is computed either arithmetically or graphically by summing the products of the velocity
and corresponding area for a series of observations in a cross-section. If unit width discharge is required, it is
generally computed from the individual observations at each measurement vertical.
5 Selection and demarcation of site
5.1 Selection of site
The site selected should comply as far as possible with the following requirements.
a) The channel at the measuring site should be straight and of uniform cross-section and slope in order to
minimize abnormal velocity distribution. When the length of the channel is restricted, it is recommended
for current-meter measurements that the straight length upstream should be at least twice that
downstream.
b) Flow directions for all points on any vertical across the width should be parallel to one another and at right
angles to the measurement section.
c) The bed and margins of the channels should 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 should be regular in the vertical and horizontal planes of
measurement.
e) Conditions at the section and in its vicinity should 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 should be avoided.
g) The measurement section should be clearly visible across its width and unobstructed by trees, aquatic
growth or other obstacles.
h) Measurement of flow from bridges can be a convenient and sometimes safer way of sampling width,
depth and velocity. When gauging from a bridge with divide piers, each section of the channel should be
measured separately. Particular care should be taken in determining the velocity distribution when bridge
apertures are surcharged or obstructed.
i) The depth of water at the section should be sufficient at all stages to provide for the effective immersion
of the current-meter or float, whichever is to be used.
j) If the site is to be established as a permanent station, it should be easily accessible at all times with all
necessary measurement equipment.
k) The section should be sited away from pumps, sluices and outfalls, if their operation during a
measurement is likely to create unsteady flow conditions.
l) Sites where there is converging or diverging flow should be avoided.
m) In those instances where it is necessary to make measurements in the vicinity of a bridge, it is preferable
that the measuring site be upstream of the bridge. However, in certain cases and where accumulation of
ice, logs or debris is liable to occur, it is acceptable that the measuring site be downstream of the bridge.
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n) The measurement of flow under ice cover is dealt with in ISO 9196. For streams subject to formation of
ice cover, the requirements of measurement specified in this International Standard can be used during
the free water season.
o) It may, under certain conditions of river flow or level, prove necessary to carry out current-meter
measurements on sections other than 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.
5.2 Demarcation of site
5.2.1 If the site is to be established as a permanent station or likely to be used frequently for future
measurement, it should be provided with means for demarcation of the cross-section and for determination of
stage. Where the site is used only once, or infrequently, and there are no means of determining stage values
on site, care should be taken to ensure that the water level and/or flow do not change significantly during the
measurement period.
5.2.2 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.
5.2.3 The stage shall be read from a gauge at intervals throughout the period of measurement and the
gauge datum shall be related by precise levelling to a standard datum.
5.2.4 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. This is particularly important in the case of very wide rivers.
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.
The location of each point is determined by measuring its horizontal distance to a fixed reference point on one
bank of the channel, in line with the cross-section. This in turn allows calculation of the area of individual
segments separated by successive verticals where velocities are measured.
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 plane as the
cross-section at the measuring site.
6.2.2 Where the width of the channel permits, these horizontal distances shall be measured by direct
means, for example a graduated tape or suitable marked wire, care being taken to apply the necessary
corrections given in Annex A. The intervals between the verticals, i.e. the widths of the segments, shall be
similarly measured.
6.2.3 Where the channel is too wide for the above methods of measurement, and a boat is used, the
horizontal distance may be determined by optical or electronic distance-meters, by the use of a differential
Global Positioning System, or by one of the surveying methods given in Annex B.
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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 shall be measured should be the same as the number of
points at which velocity is measured (see 7.1.3).
6.3.2 The depth shall be measured by employing either sounding-rods or sounding-lines or other suitable
devices. Where the channel is of sufficient depth, an echo-sounder may be used. If the velocity is high and the
channel is sufficiently deep, it is preferable to use an echo-sounder or other device which will not require large
corrections. Difficulty may be experienced when attempting to measure depth at times of high velocity.
Annex C of this document offers alternative methods.
6.3.3 When a sounding-rod or sounding-line is used, it is desirable that at least two readings be taken at
each point and the mean value adopted for calculations, unless the difference between the two values is more
than 5 %, in which case two further readings shall be taken. If these are within 5 %, they shall be accepted for
the measurement and the two earlier readings discarded. If they are again different by more than 5 %, no
further readings shall be taken but the average of all four readings shall be adopted for the measurement,
noting that the accuracy of this measurement is reduced.
When an echo-sounder is used, the average of several readings shall always be taken at each point. Regular
calibrations of the instrument shall be carried out under the same conditions of salinity and temperature as
those of the water to be measured.
Where it is impracticable to take more than one reading of the depth, the uncertainty in measurement may be
increased (see Clause 9).
6.3.4 Where measurements of the depths are made separately from the velocity measurements and the
water level is not steady, the water level shall be observed at the time of each measurement of the depth.
When this is not possible, the water level shall be observed at sufficient intervals for the value of the level at
the time of each determination of depth to be obtained by interpolation.
6.3.5 When, during the determination of discharge, the bed profile changes appreciably, depth
measurements should be carried out by taking one depth reading at each point at the beginning and one at
the end of the velocity measurement at each vertical, and the mean value of these two measurements shall be
taken as the effective depth. Care should be exercised when taking repeated soundings to avoid disturbance
of the bed.
6.3.6 Inaccuracies in soundings are most likely to occur owing to:
a) the departure from the vertical of the sounding rod or line, particularly in deep water, when the velocity is
high;
b) the penetration of the bed by the sounding weight or rod;
c) the nature of the bed when an echo-sounder is used.
Errors due to a) may be minimized by the use, where practicable, of an echo-sounder, or pressure-measuring
device. The effect of drag on a sounding line may be reduced by using a streamlined lead weight at the end of
a fine wire. A correction shall be applied to the wetted length of wire if the wire is not normal to the water-
surface. It is recommended that the angle of departure from the vertical of the sounding line should not be
greater than 30° in view of the inaccuracies involved. Two alternative methods of applying the correction are
given in Annex C.
Errors due to b) may be reduced by fitting a base plate to the lower end of the sounding-rod, or by fastening a
disk to the end of the sounding line, provided they will not cause additional scour of fine bed material due to
high velocities.
Errors due to c) may be reduced by selecting an echo-sounder frequency that most adequately depicts the
bed-water interface.
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6.3.7 In certain cases, for example floods, it may be impossible to determine an adequate profile of cross-
section during the measurement. For those cases, the full profile shall be determined by surveying methods,
either before or after the measurement. However, it should be recognized that this method is subject to errors
due to possible erosion or deposition in the cross-section between the time the profile is determined and the
time of discharge measurement.
7 Measurement of velocity
7.1 Measurement of velocity using current-meters
7.1.1 Rotating-element current-meters
Rotating-element current-meters shall be manufactured, calibrated and maintained according to ISO 2537 and
ISO 3455. They should be used only within their calibrated range and fitted on suspension equipment similar
to that used during calibration.
In the vicinity of the minimum speed of response, the uncertainty in determining the velocity is high. Care
should be exercised when measuring velocities near the minimum speed of response.
For high velocities, the propeller, in the case of propeller-type current-meters, or the reduction ratio where
available, shall be chosen in order that the maximum speed of rotation can be correctly measured by the
revolution counter.
No rotating-element current-meter shall be selected for use where the depth at the point of measurement is
less than four times the diameter of the impeller that is to be used, or of the body of the meter itself, whichever
is the greater. No part of the meter shall break the surface of the water. An exception to this is the case where
the cross-section is very shallow at one side but is the best available.
7.1.2 Electromagnetic current-meters
Electromagnetic current-meters are acceptable for making measurements of point velocity. These current-
meters have the advantage that they have no moving parts and thereby eliminate uncertainty due to friction
and resistance. They should be calibrated throughout the range of velocity for which they are to be used, and
should meet accuracy requirements similar to rotating-element current-meters. They should not be used
outside the range of calibration. Electromagnetic current-meters may be capable of operation in shallower
depths than rotating element current-meters and of detecting and measuring flow reversal.
No electromagnetic current-meter should be selected for use where the depth at the point of measurement is
less than three times the vertical dimension of the probe (see ISO/TS 15768). An exception to this is the case
where the cross-section is very shallow at one side but is the best available.
7.1.3 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, the velocity observations shall be taken at a sufficient number of places, and the horizontal
distance between observations shall be measured as described in 6.2.2 and 6.2.3.
In judging the specific number n 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. These criteria shall be the
minimum requirement and only practical constraints of time, costs, or on site conditions should result in a
reduction of these numbers.
⎯ Channel width < 0,5
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 748
Quatrième édition
2007-10-15
Hydrométrie — Mesurage du débit
des liquides dans les canaux découverts
au moyen de moulinets ou de flotteurs
Hydrometry — Measurement of liquid flow in open channels using
current-meters or floats
Numéro de référence
ISO 748:2007(F)
©
ISO 2007
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ISO 748:2007(F)
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Version française parue en 2009
Publié en Suisse
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ISO 748:2007(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 . 1
5 Choix et délimitation de l'emplacement . 2
5.1 Choix de l'emplacement. 2
5.2 Délimitation de l'emplacement . 3
6 Mesurage de l'aire de la section droite. 3
6.1 Généralités . 3
6.2 Mesurage de la largeur. 3
6.3 Mesurage de la profondeur. 4
7 Mesurage de la vitesse. 5
7.1 Mesurage de la vitesse à l'aide de moulinets .5
7.1.1 Moulinets rotatifs. 5
7.1.2 Moulinets électromagnétiques . 5
7.1.3 Méthode de mesurage. 6
7.1.4 Écoulement oblique. 7
7.1.5 Détermination de la vitesse moyenne sur une verticale. 7
7.1.6 Erreurs et limites d'emploi. 11
7.2 Mesurage de la vitesse à l'aide de flotteurs. 12
7.2.1 Généralités . 12
7.2.2 Choix de l'emplacement. 12
7.2.3 Méthode de mesurage. 12
7.2.4 Types de flotteur . 12
7.2.5 Détermination de la vitesse . 13
7.2.6 Principales sources d'erreur . 14
8 Calcul du débit . 14
8.1 Généralités . 14
8.2 Méthode graphique. 14
8.2.1 Intégration des courbes profondeur-vitesse . 14
8.2.2 Méthode d'intégration des courbes d'égale vitesse . 15
8.3 Méthodes arithmétiques . 17
8.3.1 Méthode de la section moyenne . 17
8.3.2 Méthode de la section médiane. 17
8.4 Méthode des verticales indépendantes.18
8.5 Méthode de la section médiane — Plans horizontaux. 20
8.6 Détermination du débit à partir des mesurages de vitesse par flotteurs de surface . 21
8.7 Détermination du débit en cas de variation du niveau d'eau. 23
8.7.1 Généralités . 23
8.7.2 Calcul du débit . 23
8.7.3 Calcul du niveau d'eau moyen . 23
9 Incertitudes dans le mesurage du débit. 24
9.1 Généralités . 24
9.2 Définition de l'incertitude. 24
9.3 Méthode de calcul de l'incertitude dans la détermination du débit par mesurage de la
vitesse à l'aide de moulinets . 25
9.3.1 Généralités . 25
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ISO 748:2007(F)
9.3.2 Incertitudes contributives . 26
9.3.3 Exemple. 27
9.3.4 Incertitude composée . 28
9.4 Méthode de calcul de l'incertitude dans la détermination du débit par mesurage de la
vitesse à l'aide de flotteurs . 28
9.4.1 Généralités. 28
9.4.2 Incertitudes contributives . 28
9.4.3 Incertitude composée sur le débit. 29
9.4.4 Exemple. 29
Annexe A (informative) Correction du fléchissement, de la traction, de l'inclinaison et de la
température dans le mesurage de la largeur de la section par ruban ou par câble . 31
Annexe B (informative) Mesurage des distances dans la section. 34
Annexe C (informative) Corrections de longueur immergée du câble dans le mesurage des
profondeurs par un câble non perpendiculaire à la surface . 37
Annexe D (informative) Correction de dérive . 40
Annexe E (informative) Incertitudes dans le mesurage par exploration du champ des vitesses. 41
Annexe F (informative) Détermination de la vitesse moyenne à partir de mesurages au flotteur. 45
Bibliographie . 47
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ISO 748:2007(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée 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.
L'ISO 748 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 113, Hydrométrie, sous-comité SC 1, Méthodes
d'exploration du champ des vitesses.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 748:1997) qui a fait l'objet d'une révision
technique.
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NORME INTERNATIONALE ISO 748:2007(F)
Hydrométrie — Mesurage du débit des liquides dans les canaux
découverts au moyen de moulinets ou de flotteurs
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie des méthodes permettant de déterminer la vitesse et l'aire de la
section droite d'un écoulement d'eau en chenal non couvert par la glace et de calculer le débit à partir des
résultats des mesurages.
Elle couvre les méthodes faisant usage de moulinets ou de flotteurs destinés au mesurage des vitesses. Il est
à noter que, bien que dans certains cas ces mesurages soient entrepris pour déterminer la relation hauteur-
débit d'une station hydrométrique, la présente Norme internationale ne traite que de simples mesurages du
débit; l'enregistrement en continu des débits durant une certaine période fait l'objet de l'ISO 1100-1 et de
l'ISO 1100-2.
NOTE Les méthodes permettant de déterminer la vitesse et l'aire de la section droite d'un écoulement d'eau dans les
canaux couverts par la glace sont spécifiées dans l'ISO 9196.
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, Déterminations hydrométriques — Vocabulaire et symboles
ISO 1088, 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, Hydrométrie — Moulinets à élément rotatif
ISO 3455, Hydrométrie — Étalonnage des moulinets en bassins découverts rectilignes
ISO/TS 15768, Mesurage de la vitesse des liquides dans les canaux découverts — Conception, choix et
utilisation des débitmètres électromagnétiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 772 s'appliquent.
4 Principe des méthodes de mesurage
4.1 Le principe de ces méthodes est de déterminer la vitesse de l'écoulement et l'aire de la section droite.
Un emplacement de mesurage est choisi conformément aux exigences spécifiées (voir Article 5); la largeur,
selon sa grandeur, est mesurée soit à l'aide d'un ruban d'acier, soit par d'autres méthodes topographiques, et
la profondeur est mesurée en un certain nombre de points (appelés verticales) répartis sur la largeur, ce
nombre étant suffisant pour déterminer la forme et l'aire de la section (voir Article 6).
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Des mesurages de vitesse sont effectués à l'aide de moulinets sur chaque verticale, de préférence en même
temps que les mesurages de profondeur, en particulier dans le cas de lits instables (voir 7.1.5).
Les mesurages de vitesse peuvent également être effectués à l'aide de flotteurs de surface et de bâtons
lestés (voir 7.2).
4.2 Le débit est calculé en faisant la somme, soit arithmétiquement, soit graphiquement, des produits de la
vitesse et de l'aire correspondante pour une série de relevés dans une section droite. S'il est nécessaire de
déterminer le débit unitaire, celui-ci est généralement calculé à partir de chacun des mesurages effectués sur
chaque verticale de mesurage.
5 Choix et délimitation de l'emplacement
5.1 Choix de l'emplacement
Il convient, dans la mesure du possible, que l'emplacement choisi réponde aux conditions suivantes.
a) À l'emplacement du mesurage, il convient que le chenal soit rectiligne et de section et de pente uniformes
afin de réduire au minimum la distribution anormale des vitesses. Lorsque la longueur du chenal est
limitée, il est recommandé, pour les mesurages au moulinet, que la longueur droite à l'amont de la
section de mesurage soit égale au double de la longueur droite à l'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) Il convient que le lit et les bords des chenaux soient stables et bien définis à tous les niveaux de
l'écoulement de façon à permettre un mesurage précis de la section droite et à garantir des conditions
uniformes pendant et entre deux mesurages de débit.
d) Il convient que les courbes de distribution des vitesses soient régulières dans les plans de mesurage
vertical et horizontal.
e) Il convient que les conditions d'écoulement au niveau de la section droite et de son voisinage soient telles
qu'aucun changement n'intervienne dans la distribution des vitesses pendant la durée de mesurage.
f) Il convient d'éviter les sites où des vortex ou des courants de retour ont tendance à se produire, ainsi que
les zones d'eau morte.
g) Il convient que la section de mesurage soit bien visible sur sa largeur et ne soit pas obstruée par des
arbres, de la végétation aquatique ou tout autre obstacle.
h) Le mesurage du débit à partir d'un pont peut être un moyen pratique et parfois plus sûr d'échantillonner la
largeur, la profondeur et la vitesse. Lorsque le mesurage est effectué à partir d'un pont avec piliers de
division, il convient de mesurer séparément chaque section du chenal. La détermination de la distribution
des vitesses nécessite une attention particulière lorsque les ouvertures du pont sont surchargées ou
obstruées.
i) Il convient que la profondeur de l'eau au niveau de la section soit suffisante pour assurer l'immersion
effective des appareils utilisés, qu'il s'agisse de moulinets ou de flotteurs.
j) Si l'emplacement est appelé à être défini comme une station permanente, il convient qu'il soit aisément
accessible à tout moment avec le matériel de mesurage nécessaire.
k) Il convient que la section ne se trouve pas 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.
l) Il convient d'éviter les emplacements présentant un écoulement convergent ou divergent.
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m) Dans le cas où il est nécessaire d'effectuer des mesurages à proximité d'un pont, il est préférable que
l'emplacement de mesurage soit en amont du pont. Cependant, dans certains cas et lorsqu'une
accumulation de glace, de bois flottants ou de débris peut se produire, l'emplacement de mesurage peut
être situé en aval du pont.
n) Le mesurage du débit sous la glace est traité dans l'ISO 9196. Pour les cours d'eau sujets à formation de
glace en surface, les exigences de mesurage spécifiées dans la présente Norme internationale peuvent
être utilisées pendant la période où les eaux sont libres.
o) Dans certaines conditions d'écoulement ou de niveau du cours d'eau, il peut s'avérer nécessaire
d'effectuer les mesurages au moulinet sur des sections autres que l'emplacement initialement choisi.
Cela est tout à fait acceptable si les pertes ou gains 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.
5.2 Délimitation de l'emplacement
5.2.1 Si l'emplacement est appelé à devenir une station permanente ou est susceptible d'être fréquemment
utilisé pour des mesurages ultérieurs, il convient qu'il soit équipé de moyens de repérage de la section et de
détermination du niveau. Lorsque l'emplacement n'est utilisé qu'une seule fois ou peu souvent et qu'il n'existe
aucun moyen de déterminer les valeurs de niveau sur le terrain, il convient de s'assurer que le niveau et/ou
l'écoulement de l'eau ne varient pas de manière significative pendant la durée de mesurage.
5.2.2 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.
5.2.3 Pendant la durée des mesurages, le niveau doit être lu de temps à autre sur un limnimètre et le zéro
de l'échelle doit être relié par un nivellement précis à un niveau de référence.
5.2.4 Lorsqu'il y a lieu de craindre une différence du niveau de l'eau entre les deux rives, un limnimètre
auxiliaire doit être installé sur la rive opposée. Ceci est particulièrement important dans le cas de très larges
cours d'eau. La moyenne des valeurs relevées par les deux limnimètres doit être utilisée comme niveau
moyen de la surface de l'eau et comme base de tracé de la section droite du cours d'eau.
6 Mesurage de l'aire de la section droite
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.
L'emplacement de chacun de ces points est déterminé en mesurant leur distance horizontale par rapport à un
point de référence fixe situé sur une rive du chenal, dans le plan de la section. Cette disposition permet de
calculer l'aire de chaque élément de section séparé par les verticales consécutives où sont mesurées les
vitesses.
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 de la section de mesurage.
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6.2.2 Lorsque la largeur du chenal le permet, ces distances horizontales doivent être mesurées
directement, par exemple à l'aide d'un ruban gradué ou d'un câble muni de repères appropriés, en prenant
soin d'effectuer les corrections nécessaires indiquées à l'Annexe A. Les intervalles entre les verticales, c'est-
à-dire les largeurs des éléments de section, doivent être mesurés de la même manière.
6.2.3 Lorsque le chenal est trop large pour permettre l'application des méthodes de mesurage ci-dessus et
qu'un bateau est utilisé, les distances horizontales peuvent être déterminées à l'aide d'appareils optiques ou
électroniques de mesurage des distances, à l'aide d'un système de positionnement global différentiel ou par
l'une des méthodes topographiques indiquées à l'Annexe B.
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. Il convient que le nombre de points de mesurage de la profondeur
soit identique au nombre de points de mesurage de la vitesse (voir 7.1.3).
6.3.2 La profondeur doit être mesurée en employant des perches ou des câbles de sondage, ou tout autre
dispositif approprié. Lorsque le chenal a une profondeur suffisante, un sondeur à écho peut être utilisé. Si la
vitesse est élevée et le chenal suffisamment profond, il est préférable d'utiliser un sondeur à écho ou tout
autre dispositif n'exigeant pas de corrections importantes. Il peut s'avérer difficile de mesurer la profondeur en
périodes de vitesse élevée. L'Annexe C du présent document propose d'autres méthodes.
6.3.3 Lorsqu'une perche ou un câble de sondage est utilisé, il est souhaitable de prendre au moins deux
lectures en chaque point et de retenir la valeur moyenne pour les calculs, à moins que la différence entre ces
deux valeurs ne dépasse 5 %, auquel cas deux nouvelles lectures doivent être prises. Si celles-ci diffèrent de
moins de 5 %, elles doivent être adoptées comme valeur mesurée et les deux premières lectures ignorées. Si
elles diffèrent à nouveau de plus de 5 %, aucune nouvelle lecture ne doit être prise, mais la moyenne des
quatre lectures doit être adoptée comme valeur mesurée, en notant que la précision de ce mesurage se
trouve réduite.
Lorsqu'un sondeur à écho est utilisé, la moyenne de plusieurs lectures doit toujours être prise à chaque point.
Des étalonnages réguliers de l'appareil doivent être effectués dans les mêmes conditions de salinité et de
température que celles de l'eau du chenal.
Lorsqu'il est impossible de faire plus d'une seule lecture de la profondeur, l'incertitude de mesure peut être
augmentée (voir Article 9).
6.3.4 Lorsque les mesurages de profondeur sont effectués indépendamment des mesurages de vitesse et
que le niveau de l'eau n'est pas constant, ce dernier doit être relevé au moment de chaque mesurage de
profondeur. Si cette opération se révèle impossible, le niveau de l'eau doit être relevé à des intervalles
suffisants pour déterminer par interpolation la valeur du niveau au moment de chaque mesurage de
profondeur.
6.3.5 Lorsque, pendant la détermination du débit, le profil du lit change d'une manière appréciable, il
convient d'effectuer les mesurages de profondeur en prenant une lecture de profondeur à chacun des points
au commencement et une autre à la fin de chaque mesurage sur chaque verticale. La valeur moyenne de ces
deux mesurages doit être adoptée comme profondeur effective. Lorsque des sondages répétés sont
effectués, il convient de prendre soin de ne pas affouiller le lit du cours d'eau.
6.3.6 Les imprécisions dans les sondages sont le plus souvent dues aux causes suivantes:
a) perche ou câble de sondage s'écartant de la verticale, en particulier en eau profonde, lorsque la vitesse
est élevée;
b) pénétration du poids ou de la perche de sondage dans le lit du cours d'eau;
c) nature du fond, lorsqu'un sondeur à écho est utilisé.
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Les erreurs dues à a) peuvent être réduites par l'emploi, lorsque cela s'avère possible, d'un sondeur à écho
ou d'un dispositif de mesurage de la pression. Les effets de la traînée sur le câble de sondage peuvent être
réduits en employant un lest profilé (saumon) à l'extrémité d'un câble fin. Une correction doit être appliquée à
la longueur immergée du câble si celui-ci n'est pas perpendiculaire à la surface de l'eau. Il est recommandé
de faire en sorte que l'angle du câble de sondage par rapport à la verticale ne dépasse pas 30° en raison de
l'imprécision qui pourrait en résulter. Deux autres méthodes de correction sont données à l'Annexe C.
Les erreurs dues à b) peuvent être réduites en montant une plaque à l'extrémité inférieure de la perche de
sondage ou en fixant un disque à l'extrémité du câble de sondage, à condition que ce dispositif ne provoque
pas un affouillement des matériaux fins du fond par suite des vitesses élevées.
Les erreurs dues à c) peuvent être réduites en choisissant pour le sondeur à écho une fréquence qui discerne
d'une manière adéquate l'interface lit-eau.
6.3.7 Dans certains cas, comme les inondations, il peut être impossible de déterminer un profil convenable
de la section pendant le mesurage. En pareil cas, le profil entier doit être déterminé par une méthode
topographique, soit avant soit après le mesurage. Il convient néanmoins de noter que cette méthode peut
conduire à des erreurs du fait de l'érosion ou d'apports toujours possibles dans la section entre le moment où
le profil est déterminé et le moment du mesurage du débit.
7 Mesurage de la vitesse
7.1 Mesurage de la vitesse à l'aide de moulinets
7.1.1 Moulinets rotatifs
Les moulinets rotatifs doivent être construits, étalonnés et entretenus conformément à l'ISO 2537 et à
l'ISO 3455. Il convient de ne les utiliser que dans leur plage d'étalonnage et de les installer sur un équipement
de suspension similaire à celui utilisé lors de l'étalonnage.
Au voisinage de la vitesse minimale de réponse, l'incertitude de mesure de la vitesse est élevée. Le
mesurage des vitesses dans ce contexte nécessite donc une attention particulière.
Pour les vitesses élevées, l'hélice (dans le cas de moulinets à hélice) ou, le cas échéant, le rapport de
réduction, doit être choisi de sorte que la vitesse de rotation maximale puisse être
...
Questions, Comments and Discussion
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