第1章 绪论

1.1 水利工程模型试验概况

1.2 水利工程模型试验量测技术

1.2.1 水利工程模型试验研究方向

1.2.2 水利工程模型试验常用的仪器设备

第2章 模型试验基础设施与设备

2.1 试验厅

2.2 供水系统

2.3 供电与接地系统

2.4 生潮系统

2.4.1 潮汐箱式

2.4.2 水泵尾门式

2.4.3 双向泵控制流量式

2.4.4 水泵尾门和双向泵组合控制流量式

2.5 生波系统

2.5.1 造波机分类

2.5.2 不规则造波机

2.6 生风系统

2.7 波浪水槽和水池

2.7.1 波浪水槽

2.7.2 波浪水池

第3章 模型试验流速测量

3.1 毕托管流速仪

3.2 旋桨流速仪

3.2.1 电阻式传感器

3.2.2 电感式传感器

3.2.3 光电式传感器

3.2.4 光电式旋桨流速仪

3.2.5 LGY-Ⅱ型智能流速仪

3.2.6 LGY-Ⅲ型多功能智能流速仪

3.3 旋桨流速流向仪

3.3.1 旋桨式流速流向仪

3.3.2 CSY-Ⅲ型旋桨式流速流向仪

3.4 热阻式流速仪

3.4.1 热阻式流速仪工作原理

3.4.2 热阻式流速仪传感器

3.4.3 热阻式流速仪（热线流速仪）

3.4.4 热线流速仪

3.5 电磁流速仪

3.5.1 电磁流速仪工作原理

3.5.2 VM-801HA型电磁流速仪

3.5.3 P-EMS电磁流速仪

3.5.4 FL0-MATE2000型电磁流速仪

3.6 声学多普勒流速仪

3.6.1 声学多普勒流速仪工作原理

3.6.2 声学多普勒流速仪组成

3.6.3 声学多普勒流速仪应用

3.7 激光流速仪

3.8 粒子图像测速系统

3.8.1 粒子图像测速系统简介

3.8.2 VDMS流场实时测量系统

3.8.3 POWERVIEW立体PIV系统

第4章 流量测量

4.1 量水堰

4.1.1 三角堰

4.1.2 矩形堰

4.1.3 复式堰

4.2 压差式流量计

4.2.1 文杜里水计

4.2.2 LGB型标准孔板管道流量计

4.2.3 托巴管流量计

4.3 V锥流量计

4.3.1 V锥流量计工作原理

4.3.2 V锥流量计优点

4.4 浮子流量计

4.4.1 浮子流量计工作原理

4.4.2 浮子流量计特点

4.4.3 金属管浮子流量计

4.5 电磁流量计

4.5.1 电磁流量计工作原理

4.5.2 电磁流量计转换器

4.5.3 IFM型系列和K300型系列电磁流量计

4.5.4 LDG型电磁流量计

4.5.5 LD型系列电磁流量计

4.5.6 E-madE型电磁流量计

4.6 涡轮流量计

4.7 涡街流量计

4.7.1 涡街流量计工作原理

4.7.2 FFM63智能涡街流量计

4.8 超声波流量计

4.8.1 超声波流量计工作原理

4.8.2 超声波流量计特点

4.8.3 1010系列时差式超声波流量计

4.8.4 ZCL一1系列智能超声波流量计

4.8.5 SP一2系列智能超声波流量计

4.8.6 TDS一100型超声波流量计

4.8.7 ADFM声学多普勒流量计

4.8.8 超声波测流的新技术和新动向

4.9 其他流量计

4.9.1 容积式水量计(水表)

4.9.2 TSK档板式流量计

4.9.3 水量计时器

4.9.4 JCL系列电脑水量计

第5章 模型试验水位与波高测量

5.1 水位测针

5.2 水位仪

5.2.1 跟踪式水位仪

5.2.2 探测式水位仪

5.2.3 振动式水位仪

5.2.4 光栅式水位仪

5.3 波高仪

5.3.1 电阻式波高仪

5.3.2 电容式波高仪

5.3.3 计算机波高测量系统

5.4 水位计

5.4.1 压力式水位计

5.4.2 WYG一Ⅱ型水位采集系统

5.4.3 W1400压力式水位计

5.4.4 超声水位计

5.4.5 AwMSl6型超声水位测量系统

5.4.6 其他水位计

第6章 模型试验含沙量和泥沙颗粒级配测量

6.1 含沙量测量

6.1.1 烘干称重法

6.1.2 比重瓶法

6.1.3 光电测沙仪

6.1.4 CYS一Ⅲ型智能测沙颗分仪

6.1.5 红外光电测沙仪

6.1.6 同位素测沙仪

6.1.7 激光测沙仪

6.1.8 其他测沙仪

6.2 泥沙颗粒级配测量

6.2.1 光电颗分仪

6.2.2 音波震动式粒度仪

6.2.3 离心沉降式颗分仪

6.2.4 激光粒度仪

6.2.5 LS-CWM型激光粒度仪

……

第7章 模型试验压力测量

第8章 模型试验地形测量

第9章 测量误差与数据处理

第10章 计算机测试技术

参考文献

我国河流众多，海岸线漫长，类型多样。建国后，尤其是改革开放39年来，我国水利水运事业发展十分迅猛，随着葛洲坝水利枢纽工程、三峡工程和黄河小浪底枢纽工程的建设以及我国沿江沿海地区经济的快速发展，各大河流治理的进展程度更快，港口航道建设也取得了前所未有的巨大成就。在近50年中，我国先后对长江、黄河等七大水系和洞庭湖、洪泽湖等天然水域均进行了大规模的河道治理和建设工程，在大运河、苏南水网等人工运河也进行了治理工程，同时相应地进行了一大批港口工程的建设。为这些工程的规划、设计和实施均离不开水利工程模型试验，而模型试验研究需要先进的仪器设备，由此水利工程模型试验量测技术得到了快速的发展。

本书是编著者对2004年11月出版的《河流海岸模型测试技术》一书的补充与完善。在本书中较系统地介绍了水利工程模型试验概况、试验基础设施和设备；同时全面介绍了在水利工程模型试验中的流速测量、流量测量、水位的波高测量、含沙量和泥沙颗粒级配测量、压力测量和地形测量等的专用仪器设备的工作原理、性能特点、应用范围和优缺点；最后介绍了测量误差与数据处理、计算机在模型测试中的应用技术和应用实例。本书为编著者多年来有关水利工程模型试验量测技术研究成果的总结，在保持以往各类量测仪器设备完整的基础上，尽可能多地介绍了当今国内外先进的量测技术、传感技术以及最新的应用于水利工程模型试验的仪器设备。本书可供教学和研究参考。

（1）水面量测( water level measurement)：对水体自由表面位置的测定。水面量测是水工、河工、港工试验中重要量测项目之一，主要用于量测水位和波浪。

水位量测往往要与基准面的高程相联系，对量测仪器的准确度和长期稳定性有较高的要求。常用的仪器有测针和自动跟踪水位计等。

波浪量测是通过测定水面波动的过程，从而推算出波高、波周期、波谱特性等参数。由于水面波动较快，故对量测仪器的动态特性有一定要求。波浪的量测可采用各种形式的波高仪。

现代的水工试验，不论是水位还是波浪的量测，都采用电脑对水面量测的数据进行集中采集和数据处理。

（2）流速量测( flow velocity measurement)：对水质点运动速度的数值大小及方向的测定。流速量测是水流实验中重要的量测内容之一。

在恒定流中，一般进行时均流速的量测；而在非恒定流中，则要量测流速随时间的变化过程。对变化缓慢的非恒定流（例如潮流）可用间隔一定时间量测一短时段内时均流速的办法来反映流速变化过程：对于脉动流速（不论在恒定流或是非恒定流中）的量测，都要测得流速随时间变化的动态过程，并分析出流速脉动的频率和强度等。

严格说来，为了描述流体的流动要进行三维流速量测。但不少试验可忽略某一方向的流速，简化为二维的流速量测。在某些管道流、明渠流中甚至可简化为一维流速量测。

（3）流量量测（实验室）( flow measurement in lab: discharge measurement in lab)：对单位时间内通过某一过水断面的流体体积的测定。测定流量的仪表称为流量计。目前实验室内常用的有压差类、堰槽类、转子类、电磁类、超声类等几种类型。

（4）水温量测( water temperature measurement)：使用温度计对水体温度场的测定。在与热力因素有关的水力学试验中，水温是主要的量测项目之一。

（5）掺气浓度量测( air concentration measurement) ：对水气二相流中空气浓度的测定。为了研究掺气水流运动规律，有必要测定水流断面平均含气浓度及点时均含气浓度和脉动含气浓度。测量方法有多种，如水面线估量法、光学法、取样法、同位素法、电学法等，常用的有取样浓度仪、y射线浓度仪、电阻浓度仪及针形点掺气浓度仪4种。

（6）压强量测(pressure measurement)：对流体作用于单位面积上的法向力的测定，压强通常分为相对压强和绝对压强。前者是测点水压强与大气压强之差：后者是包括大气压强在内的总压强。测定压强的仪表称为压力计，按其作用原理可分为液柱式压力计、机械式压力计和电测压力传感器等。

随着河流泥沙研究中的模型试验包括研究泥沙运动基本规律的特性测试、水槽试验和研究河床演变与河道整治的河工模型试验等的不断发展，其相关的量测控制技术也得到了很大的发展，特别是近20～30年来更是取得了长足的进步。在我国，规模宏大的河工模型试验大厅不断地兴建，试验设施和测试技术以及量测控制系统越来越先进，河工模型试验取得了丰硕成果，推动了我国水利科研的相关领域在经济社会的可持续发展。

河工模型试验量测与控制技术作为水利水电科学技术的一个分支，所包含的内容十分广泛，涉及多种学科和技术的应用，包括声、光、电磁、力学、机械以及计算机、通信和视频可视化等近代发展起来的高新技术。《河工模型量测与控制技术》一书全面系统地反映了与河工模型试验量测技术有关的各个方面，本书从基础设施、专用设备、量测仪器、测试技术、数据采集、自动控制等方面作了翔实的介绍，体现了理论与实践结合、普及与提高并重的特点。2100433B

包括水面量测、流速量测、流量量测、压强量测、水温量测、流动显示、掺气浓度量测、空化噪声量测、水激振动量测等。