Liquid flow measurement in open channels — General guidelines for the selection of methods

Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts — Principes directeurs généraux pour le choix d'une méthode

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ISO 8363:1986 - Liquid flow measurement in open channels -- General guidelines for the selection of methods
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ISO 8363:1986 - Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -- Principes directeurs généraux pour le choix d'une méthode
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I nternational Standard @ 8363


Liquid flow measurement in open channels -
General guidelines for the selection of methods

Mesure de d4bit des liquides dans les canaux découverts - Principes directeurs généraux pour le choix d'une méthode

First edition - 1986-11-01
UDC 532.57 : 532.543 Ref. No. IS0 8363-1986 (E)
Descriptors : liquid flow, water flow, open channel flow, flow measurement.
Price based on 6 pages
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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 60, also take part in the work.

Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to

the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by

the IS0 Council. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at

least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard IS0 8363 was prepared by Technical Committee ISO/TC 113,
Measurement of liquid flow in open channels.

Users should note that all International Standards undergo revision from time to time

and that any reference made herein to any other International Standard implies its

latest edition, unless otherwise stated.
0 International Organization for Standardization, 1986 O
Printed in Switzerland
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Liquid flow measurement in open channels -
General guidelines for the selection of methods
Scope and field of application 15) Thin-plate weirs (sharp crest, V-notch).
161 Thin-plate weirs (sharp crest, rectangular, with sup-
This International Standard gives general guidelines for the
pressed side contractions).
selection of a suitable method for liquid flow measurements in
open channels. More specific guidelines are contained in Inter-
17) Thin-plate weirs (sharp crest, rectangular, with side
national Standards relevant to each method.
18) Weirs (broad-crested with sharp upstream edge).
2 Methods of measurement
19) Weirs (broad crested with rounded upstream edge).
Methods which are suitable for liquid flow measurements in
20) Weirs (triangular profile).
open channels and which form the subjects of International
Standardst) are as follows :
21 i Weirs (triangular profile, flat-VI.
1) Velocity-area method by wading.
22) Weirs (V-shaped, broad-crested).
2) Velocity-area method from a bridge.
23) Flumes (rectangular throated).
3) Velocity-area method using a cableway.
24) Flumes (trapezoidal throated).
4) Velocity-area method using a static boat. 25) Flumes (U-shaped throat).
26) Free overfalls, end-depth method (rectangular and
5) Velocity-area method using a moving boat.
non-rectangular channels).
6) Velocity-area method using floats.
3 Principles of measurement
7) Slope-area method.
8) Ultrasonic method.
3.1 Velocity-area methods
9) Electromagnetic method.
3.1.1 Methods using current-meters
Dilution method with a chemical tracer (continuous in-
The velocity and cross-sectional area of flow in an open chan-
nel are measured. The discharge is determined from the
product of this velocity and area.
Dilution method with a chemical tracer (sudden injec-
The velocity may be measured by a current-meter. When
measurements using current-meters are not feasible, the vel-
Dilution method with a radioactive tracer (sudden in-
ocity is measured by floats.
Dilution method with a radioactive tracer (continuous 3.1.2 Moving boat method
The moving boat method employs a modification of the con-
ventional current-meter measurements in the velocity-area
14) Cubature method.
See the bibliography for a list of these International Standards.
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IS0 8363-1986 (E)
weirs, the discharge is determined from the measurement of
method of determining discharge. The method requires no

fixed installation and lends itself to the use of alternative sites if the upstream water level. If the flow is non-modular, measure-

ments of head both upstream and downstream are necessary.
conditions make this desirable. It may be required to make
corrections to the velocities for the varying directions of flow,
particularly in the presence of a salt water wedge.
3.2.3 Free overfalls (end-depth method)
3.1.3 Ultrasonic method
In a device creating abrupt drop in the flow, the channel depth
at the brink of the drop and the flow area of the channel at the
The velocity of sound in water is measured by simultaneously
brink section are measured. The discharge is then determined
transmitting pulses in both directions through the water from
using the appropriate equation.
transducers located in the bank on each side of the river. Alter-
natively, the two transducers can be on the same bank with a
3.3 Dilution methods
reflector or transponder on the other. The transducers are lo-
cated so that the pulses in one direction travel against the flow
A tracer liquid is injected into a stream, and at a point further
and in the other direction with the flow. The difference be-
downstream, where turbulence has mixed the tracer uniformly
tween the velocities of the ultrasonic waves is related to the
throughout the cross-section, the water is sampled. The ratio
speed of the flowing water at the elevation of the transducers.
of the concentrations between the solution injected and the
This velocity can be related to the average velocity of flow over
water at the sampling station is a measure of the discharge.
the whole cross-section, and by relating the cross-sectional
area and water level, the discharge may be deduced from
measurements of water velocity and stage.
3.4 Other methods
3.1.4 Electromagnetic method using a full channel
3.4.1 Slope-area method
width coil
The cross-section of a channel is measured at several sections
Small electrical potentials are set up between opposite banks of
along a reach which is as straight and as uniform as practicable.
a river by means of electromagnetic induction as the water
The roughness of the channel is estimated after examination of
flows through a vertical magnetic field. The field is set up by a
the channel or measurement of the bed features. The discharge
coil buried below the bed or bridged across the river. The
is determined by measuring the water level at two or three sec-
potential generated is proportional to the width of the river, the
tions a known distance apart and inserting the slope, breadth,
magnetic field and the average velocity in the cross-section.
depth and roughness in an open channel flow equation (for
The discharge is then obtained by multiplying this average vel-
example that of Chezy or Manning).
ocity of the cross-sectional area of flow.
3.4.2 Cubature method
3.2 Measuring structures
This method is restricted to situations where flow causes a
change in water level and the volume of stored water. The
3.2.1 Weirs
water level and surface area of the stored water are measured
on two occasions at a known time interval. The mean discharge
A relation between head over the crest of the weir and the dis-
is obtained by dividing the volume of water stored, or released
charge is established, usually in a laboratory and applied to the

field installation. The head over the weir is measured and this from storage, by the time interval.

value inserted in the appropriate formula to obtain a value of

Norme internationale @ 8363


Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Principes directeurs généraux pour le choix d'une méthode

Liquid flow measurement in open channels - General guidelines for the selection of methods

Première édition - 1986-11-01
CDU 532.57:532.543 Réf. no : IS0 8363-1986 (FI

Descripteurs : écoulement de liquide, écoulement d'eau, écoulement en canal découvert, mesurage de débit.

Prix basé sur 6 pages
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Avant- propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale

d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration

I’ISO. Chaque
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de

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 gouverne-

mentales, en liaison avec I‘ISO participent également aux travaux.

Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis

aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-

nationales par le Conseil de I‘ISO. Les Normes internationales sont approuvées confor-

mément aux procédures de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.

La Norme internationale IS0 8363 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 113,

Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts.

L‘attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales

sont de temps en temps soumises à révision et que toute référence faite à une autre

Norme internationale dans le présent document implique qu’il s’agit, sauf indication

contraire, de la dernière édition.
O Organisation internationale de normalisation, 1986 O
ImDrimé en Suisse
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Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Principes directeurs généraux pour le choix d'une méthode

1 Objet et domaine d'application 13) Méthode de dilution utilisant un traceur radioactif

(injection continue).
La présente Norme internationale donne les principes direc-
14) Méthode de cubage.
teurs généraux pour le choix d'une méthode appropriée de
mesure de débit des liquides dans les canaux découverts. Des
Déversoirs (triangulaires en mince paroi).
principes directeurs plus spécifiques figurent dans les Normes
internationales correspondant à chaque méthode.
Déversoirs (rectangulaires en mince paroi, sans con-
traction latérale).
2 Méthodes de mesure
Déversoirs (rectangulaires en mince paroi, avec con-
traction latérale).
Les méthodes qui peuvent être utilisées pour la mesure de débit
des liquides dans les canaux découverts et qui font l'objet de
Déversoirs (à seuil épais, à arête vive à l'amont).
Normes internationalesl) sont les suivantes :
Déversoirs (à seuil épais, à arête amont arrondie).
1) Méthode d'exploration du champ des vitesses à l'aide
d'une perche tenue à la main.
20) Déversoirs (à profil triangulaire).
Méthode d'exploration du champ des vitesses à partir
21) Déversoirs (à profil triangulaire, plats en V)
d'un Dont.
22) Déversoirs (à seuil épais, en Vi.
Méthode d'exploration du champ des vitesses utilisant
des câbles aériens. 23) Canaux jaugeurs (à col rectangulaire).
24) Canaux jaugeurs (à col trapézoïdal).
4) Méthode d'exploration du champ des vitesses utilisant
un canot à l'arrêt.
25) Canaux jaugeurs (à col en U).
Méthode d'exploration du champ des vitesses utilisant
26) Déversements dénoyés, méthode par détermination
un canot mobile.
de la profondeur en bout (canaux rectangulaires et non rec-
Méthode d'exploration du champ des vitesses utilisant
des flotteurs.
3 Principes de mesure
Méthode de la pente de la ligne d'eau.
3.1 Méthodes d'exploration du champ des
8) Méthode par ultrasons.
9) Méthode électromagnétique.
3.1.1 Méthode utilisant un moulinet
IO) Méthode de dilution utilisant un traceur chimique
(injection continue).
On mesure la vitesse et l'aire de la section transversale de
l'écoulement dans un chenal. Le débit est déterminé par le pro-
11) Méthode de dilution utilisant un traceur chimique
duit de cette vitesse et de l'aire.
(injection instantanée).
On peut mesurer la vitesse avec un moulinet. Quand il n'est pas
possible d'effectuer une mesure au moulinet, la vitesse est
12) Méthode de dilution utilisant un traceur radioactif
mesurée à l'aide de flotteurs.
(injection instantanée).
Voir la bibliographie qui donne une liste de ces Normes internationales.
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3.2.2 Canaux jaugeurs
3.1.2 Méthode du canot mobile
On établit une relation eritre la hauteur en amont du col du
La méthode du canot mobile utilise une variante des mesures
canal jaugeur et le débit. Ensuite, comme dans le cas des déver-
classiques au moulinet dans la méthode d'exploration du
soirs, le débit est déterminé à partir de la mesure du niveau de
à déterminer le débit. La méthode
champ des vitesses servant
l'eau en amont. Si l'écoulement n'est pas dénoyé, il est néces-
n'exige aucune installation fixe et se prête à l'utilisation de diffé-
saire de mesurer la hauteur tant en amont qu'en aval.
rents sites si les conditions le rendent souhaitable. II pourrait
être nécessaire d'appliquer des corrections aux vitesses pour

tenir compte du fait que l'écoulement se produit dans différen- 3.2.3 Déversements dénoyés (méthode par

détermination de la profondeur en bout)
tes directions, en particulier en présence d'un coin salé.
Dans un dispositif créant une chute brutale de l'écoulement, on
3.1.3 Méthode par ultrasons
mesure le tirant d'eau et l'aire de la section mouillée au bord de
la chute. Le débit est ensuite déterminé à l'aide d'une équation
On mesure la vitesse du son dans l'eau, en émettant simultané- appropriée.
ment des impulsions dans les deux directions à travers l'eau, à
partir de transducteurs situés sur la rive, de chaque côté du
3.3 Méthodes de dilution
cours d'eau, ou bien, les deux transducteurs peuvent être
situés sur la même rive avec un réflecteur ou transpondeur sur
On injecte dans un cours d'eau un traceur liquide, et en un cer-
l'autre. Les transducteurs sont placés de telle sorte que les
tain point beaucoup plus en aval, là ou la turbulence a assuré
impulsions allant dans une direction aillent dans le sens de
un mélange uniforme du traceur dans toute la section transver-
l'écoulement et les impulsions allant dans l'autre direction ail-
sale, on prélève un échantillon d'eau. Le débit est mesuré par le
lent en sens contraire de l'écoulement. La différence entre la
rapport des concentrations entre la solution injectée et l'eau à la
vitesse des deux ondes ultrasoniques est liée à la vitesse de
station de prélèvement.
l'eau en écoulement à la cote des transducteurs. On peut relier
cette vitesse à la vitesse moyenne de l'écoulement sur la totalité
3.4 Autres méthodes
de la section transversale, et, grâce à une relation qui existe
entre l'aire de la section transversale et le niveau de l'eau, on
peut déduire le débit à partir des mesures de la vitesse de l'eau
3.4.1 Méthode de la pente de la ligne d'eau
et de son niveau.
On mesure la section transversale d'un chenal en différentes
sections le long d'un bief, lequel est aussi rectiligne et uniforme
3.1.4 Méthode électromagnétique utilisant une bobine
que possible. On estime la rugosité du chenal après examen, ou
de largeur égale à celle du chenal
mesure des caractéristiques du lit. Le débit est déterminé en
mesurant le niveau de l'eau en deux ou trois sections à une dis-
De petits potentiels électriques sont produits entre les rives
tance connue, et en introduisant la pente, la largeur, la profon-
opposées d'un cours d'eau par induction électromagnétique
deur et la rugosité dans une équation donnant les débits dans
lorsque l'eau s'écoule à travers un champ magnétique vertical,
les canaux découverts (par exemple la formule de Chezy ou de
celui-ci ayant été réalisé au moyen d'une bobine au-dessous du
lit ou passant à travers le cours d'eau. Le potentiel produit est
proportionnel à la largeur de la rivière, au champ magnétique et
3.4.2 Méthode de cubage
à la vitesse moyenne dans la section. Le débit est alors déter-
miné en multipliant cette vitesse moyenne par l'aire de la sec-
Cette méthode est limitée aux situations dans lesquelles l'écou-
tion mouillée.
lement conduit à une modification du niveau de l'eau et du
volume de l'eau emmagasinée. Le niveau de l'eau et l'aire de la

3.2 Dispositifs de mesure surface libre sont mesurés à deux moments différents, séparés

par un intervalle de temps connu. On obtient le débit moyen en
divisant le volume d'eau emmagasiné ou libéré du réservoir par
3.2.1 Déversoirs
l'intervalle de temps.
C'est habituellement dans un laboratoire que l'on établit une

relation entre la hauteur au-dessus de la crête du déversoir et le 4 Conditions restrictives et choix de la

débit, et on applique cette relation dans l'installation réelle. On
mesure la hauteur au-dessus du déversoir et cette valeur est
introduite dans la formule appropriée pour obtenir une valeur
Le choix de la méthode de mesure du débit devrait être guidé
du débit. Si l'écoulement n'est pas dénoyé (c'est-à-dire quand
par les conditions restrictives indiquées sur le tableau 1. Si l'on
le niveau de l'eau en aval est suffisamment élevé pour influer
observe les Nor

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.