ISO/TR 9209:1989
(Main)Measurement of liquid flow in open channels — Determination of the wetline correction
Measurement of liquid flow in open channels — Determination of the wetline correction
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts — Détermination de la correction de câble immergé
Le présent Rapport technique prescrit une méthode de détermination de la correction de câble immergé, en supplément de celle donnée dans l'annexe C de l'ISO 748 : 1979.
General Information
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Standards Content (Sample)
TECHNICAL
IS0
REPORT TR 9209
First edition
1989-07-01
Measurement of liquid flow in open channels -
Determination of the wetline correction
Mesure de d&bit des liquides dans /es canaux d&cower& - D&termination de la
correction de c$ble immerg6
Reference number
ISO/TR 9209 : 1989 (E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 9209 : 1989 (El
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.
The main task of IS0 technical committees is to prepare International Standards. In
exceptional circumstances a technical committee may propose the publication of a
technical report of one of the following types:
1, when the necessary support within the technical committee ca nnot be
- type
obtained for the publication of an International Standard, despite repeated efforts;
-
when the subject is still under technical development requiring wider
type 2,
exposure;
-
type 3, when a technical committee has collected data of a different kind from
that which is normally published as an International Standard (“state of the art”, for
example).
Technical reports are accepted for publication directly by IS0 Council. Technical
reports of types 1 and 2 are subject to review within three years of publication, to
decide whether they can be transformed into International Standards. Technical
reports of type 3 do not necessarily have to be reviewed until the data they provide are
considered to be no longer valid or useful.
ISO/TR 9209, which is a technical report of type 2, was prepared by Technical
Committee ISO/TC 113, Measurement of liquid flow in open channels.
@ IS0 1989
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 l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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ISO/TR 9209 : 1989 (E)
Introduction
When the need arises for correction to the wetline sounding obtained during a
discharge measurement, the recommended procedure is to consult airline and wetline
correction tables, using the observed angle of entry of the wetline and the observed
depth.
Hitherto, the recommended tables to be consulted have been those based on the work
of F.C. Shenehon (see [l] and [2]). This Technical Report presents the theory and pro-
cedures for the use of an alternative set of tables based on the work of the Ministry of
Water Resources and Electric Power of the People’s Republic of China. This alternative
procedure requires further technical studies after which it will be included in a future
edition of IS0 748. This Technical Report should be treated as an acceptable basis for
such further studies.
Shenehon’s work, carried out prior to 1900, is reported in [l]. The full tables and a
synopsis of the methodology and thinking behind the tables are contained in [2]. The
tables given in IS0 748 are an abbreviated version only.
Since a future edition of IS0 748 will contain both sets of tables to enable the user to
decide which set is more appropriate to the case in hand, a short description of the
Shenehon method is given before presentation of the more recent alternative
methodology of the People’s Republic of China.
The principle of Shenehon’s method is as follows.
“The method depends on an elementary principle of mechanics: if a known horizontal
force is applied to a weight suspended on a cord, the cord takes a position of rest at
some angle with the vertical, and the tangent of the vertical angle of the cord is equal
to the horizontal force divided by the vertical force due to the weight. If several ad-
ditional horizontal and vertical forces are applied to the cord, the tangent of the angle
of the cord above any point is equal to a summation of the horizontal forces below that
point, divided by a summation of the vertical forces below the point.
In applying the above principle to conditions of measurements of depths of flowing
water it is assumed that with a properly designed sounding weight the horizontal
pressure on the weight in the comparatively still water near the bottom can be
neglected. The distribution of total horizontal water pressure along the sounding line is
made in accordance with the variation of velocity from surface to bottom. The excess
in length of the curved line over the vertical depth is the sum of the products of each
tenth of depth and the exsecants of the corresponding angles derived for each tenth of
depth by means of the tangent relation of the forces acting below any point.”
Advice to the user of this method is also given in 121:
“The following points concerning the method for determining the vertical depth of
water from the wet-line depth and vertical angle of the line at or above the surface
should be kept in mind by users of the method : -
1. The weight and line are such that the weig ht will go to the
bottom desp ite the
force of the water.
. . .
III
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lSO/TR 9209 : 1989 El
The sounding made when the weight is at the bottom but entirely supported
2.
by the line.
3. Horizontal pressure on the weight when in the sounding position is neglected.
4. The table is general, not for any particular line or wire or sounding weight, pro-
vided they are designed so as to offer little resistance to the current, as the ver-
tical angle is a function of the resistance offered by the line and weight.”
The approach in the method of the People’s Republic of China outlined below differs in
a number of respects from that of the Shenehon method, notably in the following
ways.
a) The contention that the horizontal pressure on the sounding weight at rest on
the river bed is negligible and can be ignored is disputed. The pressure can be quite
considerable, particularly in shallow swift-flowing streams, The Chinese method
takes such horizontal pressure on the sounding weight into consideration.
The tables are specific in allowing for different weights.
b)
c) The effects of horizontal pressure on the current meter, sound ing line and any
accompanying signal cable are allowed for.
d) The tables are specific in that they allow for different dia meters of sou nding
lines in use.
References
Cl1 LYDECKER, G.J. Survey of northern and northwestern lakes, Ann. Rep. Chief of
Engineers, US Army, pt. 8, Appendix Ill, 1900: pp. 5329-5330.
Dl CORBETT, D.M. et al. Stream-gauging procedure, Geological Survey Water
Supply Paper 888, US Dept. of Interior, 1945: pp. 44-51.
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TECHNICAL REPORT ISO/TR 9209: 1989 (E)
w in open channels -
Measurement of liquid flc
Determination of the wet ine correction
1 Scope P is the velocity distribution parameter;
q is the relative depth :
This Technical Report provides an alternative to the procedure
given in IS0 748 : 1979, annex C, for the determination of the
wetline correction. Y
'I=g
where H is the water depth.
2 Normative reference
The following standard contains provisions which, through
P, = K;+% jHv2dy = K,voH 2 [ (1 -q) -
411 -03)]
Y
reference in this text, constitute provisions of this Technical
-”
Report. At the time of publication the edition indicated was
. . . (3)
valid. All standards are subject to revision, and parties to
agreements based on this Technical Report are encouraged to
where
investigate the possibility of applying the most recent edition of
the standard indicated below. Members of IEC and IS0 main-
K; is the resistance coefficient of the sounding line;
tain registers of currently valid International Standards.
K, is the impulsive coefficient of the sounding line;
IS0 748 : 1979, Liquid flow measurement in open channels -
Velocity-area methods.
3 Theoretical considerations
3.1 Determination of the wetline correction, A W
The equation for the determination of the wetline correction,
A W, is obtained using figure 1.
For any element El, “I of the sounding line taken as a free body,
the following equati‘ons may be derived.
px + Qx dx
. . .
-=- (1)
x
dY
GO
where
P, is the impulsive force on the sounding line;
X is the impulsive force on the sounding weight;
Q
Go is the weight of the sounding weight in water.
vy = vo Jm
. . (2)
where
G
0
is the velocity at point E;
vY
is the velocity at the water surface; - The forces acting on the sounding line
Figure 1
VO
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TR 9209 : 1989 (E)
102 kg&em-J Since H is an unknown quantity, the wetline correction, A W,
Qk =
can be calculated using an empirical solution of equation (9) :
where Q is the density of water;
. . .
Au/= KHLH (IO)
d is the diameter of the sounding line.
The results of this solution are listed in tables 4, 5 and 6.
’ @IQ”2
2
=K2v()(I --PI
. . . (4)
Qx = K, 2
H
3.2 Determination of the impulsive parameter, p
where
From equation (51, the impulsive parameter, p, depends on the
K; is the resistance coefficient of the sounding weight;
selection of impulsive coefficients for the sounding line, K,,
and for the sounding weight, K2. From equations (3) and (41,
K2 is the impulsive coefficient of the sounding weight;
these coefficients are :
Q is the frontal area of the sounding weight;
e/g
vH is the velocity at the river bed. K, = K; 2 d . . .
(11)
K2
=
. . . (5)
P - 17 ’ e/g
K2 = K, 2 52 . . . (12)
"1
where p is the impulsive parameter.
From equation (I I), when the resistance coefficient of the
Substituting equations (31, (4) and (5) into equation (I), one sounding line, K;, is constant, K, is proportional to d. Two sets
of field tests, with I I2 trials in each set, were carried out to
obtains the following equation :
determine K; :
2
dx Kl QH
-=-
a) with signal cable;
(I -q) - --(I p - q3) + $1 -P) . . . (6a)
dY Go
b) without signal cable.
dx
= tan 0, where 8 is the oblique angle.
when q = O’ dy The tests were carried out with sounding lines of diameters
4 mm, 5,4 mm, 7,4 mm and 9,2 mm at velocities between
Then one obtains, on the basis of equation (6a), the following
I,03 m/s and 3,04 m/s. The final results are shown in table I,
equation :
i.e.
I,5 (without signal cable);
tan 8
K; mean =
. , .
(6b)
K’ = I,7 (with signal cable).
1 mean
The signal cable is attached to the sounding line with movable
Substituting equation (6b) into equation (6a), one obtains the
retaining rings at intervals of about 0,I m.
following equation :
The empirical values derived from equation (I 1) for the coeffi-
cient K, are as follows:
. 6)
= 0,076 5 d (without signal cable) . . .
(13a)
Kl
Kl = 0,094 7 d (with signal cable) . . .
(13b)
The other equations for the determination of the wetline cor-
rection, A W, are as follows :
From equation (12), the impulsive coefficient of the sounding
weight, K2, is proportional to the frontal area of the sounding
weight, Q, or to the square of the maximum diameter of the
(7)
sounding weight, Dma,. For a given density and shape of
sounding weight, its weight in water, Go, is proportional to
D$a,. Thus equation (12) can be rewritten as follows :
where A!+ is the length of the wetline,
213
K2 = K;’ Go . . . (14)
AW’=LH-H . . .
(8)
The coefficient
...
RAPPORT
ISO
TECHNIQUE TR 9209
Première edition
1989-07-01
Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts - Détermination de la correction de
câble immergé
Measurement of liquid flow in open channels - Determination of the wetline
correction
Numéro de référence
ISO/TR 9209 : 1989 (FI
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ISO/TR 9209 : 1989 (FI
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 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 I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
La tâche principale des comités techniques de I’ISO est d’élaborer les Normes inter-
nationales. Exceptionnellement, un comité technique peut proposer la publication d’un
rapport technique de l’un des types suivants:
-
type 1: lorsque, en dépit de maints efforts au sein d’un comité technique,
l’accord requis ne peut être réalisé en faveur de la publication d’une Norme inter-
nationale;
-
type 2: lorsque le sujet en question est enco Ire en cours de dével ent
oppem
nique et requiert une plus grande expérience;
tech
-
type 3: lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature différente de
celles qui sont normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant
comprendre des informations sur l’état de la technique, par exemple).
La publication des rapports techniques dépend directement de l’acceptation du Conseil
de I’ISO. Les rapports techniques des types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen trois
ans au plus tard après leur publication afin de décider éventuellement de leur transfor-
mation en Normes internationales. Les rapports techniques du type 3 ne doivent pas
nécessairement être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées vala-
bles ou utiles.
L’ISO/TR 9209, rapport technique du type 2, a été élaboré par le comité technique
ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts.
0 ISO 1989
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite 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 l CH-1211 Genève 20 l Su isse
Imprimé en Suisse
ii
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ISO/TR 9209 : 1989 (FI
Introduction
Lorsque le besoin se fait sentir d’apporter une correction au sondage par câble
immergé obtenu lors d’un mesurage de débit, la procédure recommandée est de con-
sulter les tableaux de correction de câble exondé et de câble immergé, en utilisant
l’angle d’entrée du câble immergé observé et la profondeur observée.
Jusqu’à présent, les tableaux recommandés pour être consultés sont ceux basés sur
les travaux de F.C. Shenehon (voir [ 11 et [21). Le présent Rapport technique expose la
théorie et les procédures d’utilisation d’une autre série de tableaux basée sur les tra-
vaux du Ministère de la conservation des eaux et de l’énergie électrique de la Républi-
que populaire de Chine.
Ces procédures exigent des études techniques ultérieures pour qu’on puisse les inclure
dans une nouvelle édition de I’ISO 748. Le présent Rapport technique devrait être con-
sidéré comme une base acceptable pour ces études ultérieures.
Les travaux de Shenehon effectués avant 1900 sont mentionnés dans [ll. Les tableaux
intégraux et un résumé de la méthodologie d e ces tableaux sont donnés dans [21. Les
tableaux qui figurent dans I’ISO 748 ne sont qu’une version abrégée.
Comme la future édition de I’ISO 748 contiendra les deux séries de tableaux pour per-
mettre à l’utilisateur de décider lequel lui convient mieux, une brève description de la
méthode de Shenehon est donnée avant de présenter la contre-méthodologie plus
récente de la République populaire de Chine.
Le principe de la méthode de Shenehon est le suivant.
(( La méthode repose sur un principe élémentaire de la mécanique; si une force horizon-
tale connue est appliquée à un poids suspendu à une corde, celle-ci prend une position
de repos à un angle avec la verticale, et la tangente de l’angle vertical de la corde est
égale à la force horizontale divisée par la force verticale due au poids. Si plusieurs for-
ces horizontales et verticales supplémentaires sont appliquées à la corde, la tangente
de l’angle de la corde au-dessus de tout point est égale à la somme des forces horizon-
tales au-dessous de ce point, divisée par la somme des forces verticales au-dessous de
ce point.
En appliquant le principe énoncé ci-dessus aux conditions de mesure des profondeurs
de l’eau courante, on suppose qu’avec un saumon convenablement concu la pression
horizontale sur le poids dans l’eau relativement calme près du lit peut être négligée. La
répartition de la pression horizontale totale de l’eau le long de la sonde est faite selon la
variation de la vitesse de la surface au fond. L’excédent de la longueur de la ligne cour-
bée sur la profondeur verticale est la somme des produits de chaque dixième de profon-
deur et des exsécantes des angles correspondants dérivés pour chaque dixième de pro-
fondeur en utilisant la relation tangentielle des forces agissant en dessous de tout
point. ))
Un avertissement à l’utilisateur de la méthode est également donné en 121:
profondeur verti-
(( Les points suivants concernant la méthode de détermination de la
cale de l’eau à partir de la profondeur de câble immergé et de I’ang le vertical de la ligne
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 9209 : 1989 FI
au-dessus de celle-ci doivent être pris en compte par les uti lisateurs de la
à la surface ou
méthode : -
qu’il soit
1. Le poids et la sonde doivent être tels possible au poids d’aller jusqu’au
fond en dépit de la force de l’eau.
lorsque le poids fond mais entièrement
2. Le sondage doit être effectué est au
supporté par la sonde.
La pression horizontale sur le poids en position de sondage doit être négligée.
3.
4. Le tableau est général et non pas pour une sonde, un câble ou un saumon spé-
cifique, à condition qu’ils soient conçus pour offrir une faible résistance au cou-
rant, étant donne que l’angle vertical est fonction de la résistance offerte par la
sonde et le poids. N
L’approche dans la méthode de la R épublique populaire de Chi ne présentée ci-après
la méthode de Shenehon, notamment:
différe à bien des égards de celle de
a) La prétention que la pression horizontale sur le saumon en repos sur le lit de la
rivière est négligeable et peut ne pas être prise en compte est contestée. La pression
peut être assez forte, notamment dans les cours d’eau peu profonds au cours
rapide. La méthode chinoise tient compte de cette pression horizontale sur le
saumon.
Les tableaux sont spécifiques lorsque l’on tient compte de différents poids.
b)
On tient compte des effets de la pression horizontale sur le moulinet, la sonde
c)
et le câble des signaux éventuels.
d) Les tableaux sont spécifiques du fait qu’ils tiennent
compte des différents dia-
metres des sondes en utilisation.
Références
LYDECKER, G.J. Survey of northern and northwestern lakes, Ann. Rep. Chef of
[Il
Engineers, US Army, pt. 8, Appendix Ill, 1900: pp. 53295330.
CORBETT, D.M. et a/. Stream-gauging procedure, Geological Survey Water
PI
Supply Paper 888, US Dept. of Interior, 1945: pp. 44-51.
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RAPPORTTECHNIQUE ISO/TR 9209: 1989 (F)
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Détermination de la correction de câble immergé
P est le paramètre de répartition des vitesses;
1 Domaine d’application
Le présent Rapport technique prescrit une méthode de détermi-
q est la profondeur relative:
nation de la correction de câble immergé, en supplément de
celle donnée dans l’annexe C de I’ISO 748 : 1979.
Y
fl
=Ï7
2 Référence normative
où H est la profondeur de l’eau.
La norme suivante contient des dispositions qui, par suite de la
H
P
p, = K; a d 2
2
référence qui en est faite, constituent des dispositions valables
- K,V,H (1 - q) - $1 -q3)
2 y vY dy -
s
1
pour le présent Rapport technique. Au moment de la publica-
tion du présent Rapport technique, l’édition indiquée était en
. . .
(3)
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
nantes des accords fondés sur ce Rapport technique sont invi-
où
tées à rechercher la possibilité d’appliquer l’édition la plus
récente de la norme indiquée ci-après. Les membres de la CEI et
K; est le coefficient de résistance de la sonde;
de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en
vigueur à un moment donné.
K, est le coefficient d’impulsion de la sonde;
ISO 748 : 1979, Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts - Méthodes d’exploration du champ des vitesses.
3 Considérations théoriques
3.1 Détermination de la correction de câble
immergé, A W
La formule pour la détermination de la correction de câble
immergé, A W, est obtenue à partir de la figure 1.
En prenant un élément E,, ,,) sur la sonde en tant que corps
libre, on obtient les équations suivantes:
x
& + Qx dx
. . .
-=- (1)
GO dY
où
P, est la force d’impulsion sur la sonde;
X est la force d’impulsion sur le saumon;
Q
Go est le poids du saumon dans l’eau.
vy = vo dcT$ . . . (2)
où
. G
0
vy est la vitesse au point E;
est la vitesse à la surface de l’eau; Figure 1 - Forces agissant sur la sonde
VO
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/TR 9209 : 1989 (FI
Étant donné que Hest une grandeur inconnue, la correction de
102 kg&m-4
ek =
câble immergé, A W, peut être calculée par une solution empiri-
où Q est la masse volumique de l’eau;
que de l’équation (9) :
d est le diamètre de la sonde.
. . .
AW= KHLH (10)
-?/Qv2
2
H = K*V()(1 -PI
. . .
(4)
Qx = 5 2
Les résultats de cette solution sont donnés dans les tableaux 4,
5 et 6.
où
3.2 Détermination du paramètre d’impulsion, p
K; est le coefficient de résistance du saumon;
K2 est le coefficient d’impulsion du saumon;
Selon l’équation (5)’ le paramètre d’impulsion, /?, dépend du
choix des coefficients d’impulsion pour la sonde, K,, et pour le
Q est la surface frontale du saumon;
saumon, K2. À partir des équations (3) et (41, ces coefficients
sont :
vH est la vitesse au fond de la rivière.
’ C?g
K2
=K -d . . . (11)
K1
. . .
(5)
P -
’ 2
= K,
ek
où p est le paramètre d’impulsion.
K2 = K; 2 Q . . . (12)
En substituant les équations (31, (4) et (5) dans l’équation (11,
on obtient l’équation suivante :
À partir de l’équation (111, lorsque le coefficient de résistance
de la sonde, K; est constant, K1 est proportionnel à d. Deux
2
séries d’essais in situ, avec 112 essais dans chaque série, ont
dx Kl QH
-=-
(1 -q) - 3(1 p - $1 + $1 -P) . . . (6a)
été effectuées pour déterminer K; :
dY Go
a) avec câble de signaux;
dx
Lorsque q = 0, dy = tan 0, où 8 est l’angle oblique.
b) sans câble de signaux.
On obtient alors à partir de l’équation (6a) l’équation suivante :
Les essais ont été effectués avec des sondes de diamètre
2
4 mm, 5’4 mm, 7’4 mm et 9’2 mm et des vitesses entre
Kl QH tan 8
- =
1’03 m/s et 3’04 m/s. Les résultats définitifs sont donnés au
. . . 6b)
P
GO
tableau 1, à savoir :
-m
1 +$(l -P)
3
( 1
1’5 (sans câble de signaux);
Ki moyen =
En substituant l’équation (6b) dans l’équation (6a), on obtient
l’équation suivante :
K’
= 1’7 (avec câble de signaux).
1 moyen
Le câble de signaux est attaché à la sonde par des bagues de
retenue mobiles à des intervalles d’environ 0’1 m.
tan e . . . (6)
Les valeurs empiriques dérivées de l’équation (11) pour le coef-
ficient
...
RAPPORT
ISO
TECHNIQUE TR 9209
Première edition
1989-07-01
Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts - Détermination de la correction de
câble immergé
Measurement of liquid flow in open channels - Determination of the wetline
correction
Numéro de référence
ISO/TR 9209 : 1989 (FI
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ISO/TR 9209 : 1989 (FI
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 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 I’ISO participent également aux travaux. L’ISO col-
labore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
La tâche principale des comités techniques de I’ISO est d’élaborer les Normes inter-
nationales. Exceptionnellement, un comité technique peut proposer la publication d’un
rapport technique de l’un des types suivants:
-
type 1: lorsque, en dépit de maints efforts au sein d’un comité technique,
l’accord requis ne peut être réalisé en faveur de la publication d’une Norme inter-
nationale;
-
type 2: lorsque le sujet en question est enco Ire en cours de dével ent
oppem
nique et requiert une plus grande expérience;
tech
-
type 3: lorsqu’un comité technique a réuni des données de nature différente de
celles qui sont normalement publiées comme Normes internationales (ceci pouvant
comprendre des informations sur l’état de la technique, par exemple).
La publication des rapports techniques dépend directement de l’acceptation du Conseil
de I’ISO. Les rapports techniques des types 1 et 2 font l’objet d’un nouvel examen trois
ans au plus tard après leur publication afin de décider éventuellement de leur transfor-
mation en Normes internationales. Les rapports techniques du type 3 ne doivent pas
nécessairement être révisés avant que les données fournies ne soient plus jugées vala-
bles ou utiles.
L’ISO/TR 9209, rapport technique du type 2, a été élaboré par le comité technique
ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts.
0 ISO 1989
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite 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 l CH-1211 Genève 20 l Su isse
Imprimé en Suisse
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ISO/TR 9209 : 1989 (FI
Introduction
Lorsque le besoin se fait sentir d’apporter une correction au sondage par câble
immergé obtenu lors d’un mesurage de débit, la procédure recommandée est de con-
sulter les tableaux de correction de câble exondé et de câble immergé, en utilisant
l’angle d’entrée du câble immergé observé et la profondeur observée.
Jusqu’à présent, les tableaux recommandés pour être consultés sont ceux basés sur
les travaux de F.C. Shenehon (voir [ 11 et [21). Le présent Rapport technique expose la
théorie et les procédures d’utilisation d’une autre série de tableaux basée sur les tra-
vaux du Ministère de la conservation des eaux et de l’énergie électrique de la Républi-
que populaire de Chine.
Ces procédures exigent des études techniques ultérieures pour qu’on puisse les inclure
dans une nouvelle édition de I’ISO 748. Le présent Rapport technique devrait être con-
sidéré comme une base acceptable pour ces études ultérieures.
Les travaux de Shenehon effectués avant 1900 sont mentionnés dans [ll. Les tableaux
intégraux et un résumé de la méthodologie d e ces tableaux sont donnés dans [21. Les
tableaux qui figurent dans I’ISO 748 ne sont qu’une version abrégée.
Comme la future édition de I’ISO 748 contiendra les deux séries de tableaux pour per-
mettre à l’utilisateur de décider lequel lui convient mieux, une brève description de la
méthode de Shenehon est donnée avant de présenter la contre-méthodologie plus
récente de la République populaire de Chine.
Le principe de la méthode de Shenehon est le suivant.
(( La méthode repose sur un principe élémentaire de la mécanique; si une force horizon-
tale connue est appliquée à un poids suspendu à une corde, celle-ci prend une position
de repos à un angle avec la verticale, et la tangente de l’angle vertical de la corde est
égale à la force horizontale divisée par la force verticale due au poids. Si plusieurs for-
ces horizontales et verticales supplémentaires sont appliquées à la corde, la tangente
de l’angle de la corde au-dessus de tout point est égale à la somme des forces horizon-
tales au-dessous de ce point, divisée par la somme des forces verticales au-dessous de
ce point.
En appliquant le principe énoncé ci-dessus aux conditions de mesure des profondeurs
de l’eau courante, on suppose qu’avec un saumon convenablement concu la pression
horizontale sur le poids dans l’eau relativement calme près du lit peut être négligée. La
répartition de la pression horizontale totale de l’eau le long de la sonde est faite selon la
variation de la vitesse de la surface au fond. L’excédent de la longueur de la ligne cour-
bée sur la profondeur verticale est la somme des produits de chaque dixième de profon-
deur et des exsécantes des angles correspondants dérivés pour chaque dixième de pro-
fondeur en utilisant la relation tangentielle des forces agissant en dessous de tout
point. ))
Un avertissement à l’utilisateur de la méthode est également donné en 121:
profondeur verti-
(( Les points suivants concernant la méthode de détermination de la
cale de l’eau à partir de la profondeur de câble immergé et de I’ang le vertical de la ligne
. . .
III
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ISO/TR 9209 : 1989 FI
au-dessus de celle-ci doivent être pris en compte par les uti lisateurs de la
à la surface ou
méthode : -
qu’il soit
1. Le poids et la sonde doivent être tels possible au poids d’aller jusqu’au
fond en dépit de la force de l’eau.
lorsque le poids fond mais entièrement
2. Le sondage doit être effectué est au
supporté par la sonde.
La pression horizontale sur le poids en position de sondage doit être négligée.
3.
4. Le tableau est général et non pas pour une sonde, un câble ou un saumon spé-
cifique, à condition qu’ils soient conçus pour offrir une faible résistance au cou-
rant, étant donne que l’angle vertical est fonction de la résistance offerte par la
sonde et le poids. N
L’approche dans la méthode de la R épublique populaire de Chi ne présentée ci-après
la méthode de Shenehon, notamment:
différe à bien des égards de celle de
a) La prétention que la pression horizontale sur le saumon en repos sur le lit de la
rivière est négligeable et peut ne pas être prise en compte est contestée. La pression
peut être assez forte, notamment dans les cours d’eau peu profonds au cours
rapide. La méthode chinoise tient compte de cette pression horizontale sur le
saumon.
Les tableaux sont spécifiques lorsque l’on tient compte de différents poids.
b)
On tient compte des effets de la pression horizontale sur le moulinet, la sonde
c)
et le câble des signaux éventuels.
d) Les tableaux sont spécifiques du fait qu’ils tiennent
compte des différents dia-
metres des sondes en utilisation.
Références
LYDECKER, G.J. Survey of northern and northwestern lakes, Ann. Rep. Chef of
[Il
Engineers, US Army, pt. 8, Appendix Ill, 1900: pp. 53295330.
CORBETT, D.M. et a/. Stream-gauging procedure, Geological Survey Water
PI
Supply Paper 888, US Dept. of Interior, 1945: pp. 44-51.
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RAPPORTTECHNIQUE ISO/TR 9209: 1989 (F)
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Détermination de la correction de câble immergé
P est le paramètre de répartition des vitesses;
1 Domaine d’application
Le présent Rapport technique prescrit une méthode de détermi-
q est la profondeur relative:
nation de la correction de câble immergé, en supplément de
celle donnée dans l’annexe C de I’ISO 748 : 1979.
Y
fl
=Ï7
2 Référence normative
où H est la profondeur de l’eau.
La norme suivante contient des dispositions qui, par suite de la
H
P
p, = K; a d 2
2
référence qui en est faite, constituent des dispositions valables
- K,V,H (1 - q) - $1 -q3)
2 y vY dy -
s
1
pour le présent Rapport technique. Au moment de la publica-
tion du présent Rapport technique, l’édition indiquée était en
. . .
(3)
vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties pre-
nantes des accords fondés sur ce Rapport technique sont invi-
où
tées à rechercher la possibilité d’appliquer l’édition la plus
récente de la norme indiquée ci-après. Les membres de la CEI et
K; est le coefficient de résistance de la sonde;
de I’ISO possèdent le registre des Normes internationales en
vigueur à un moment donné.
K, est le coefficient d’impulsion de la sonde;
ISO 748 : 1979, Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts - Méthodes d’exploration du champ des vitesses.
3 Considérations théoriques
3.1 Détermination de la correction de câble
immergé, A W
La formule pour la détermination de la correction de câble
immergé, A W, est obtenue à partir de la figure 1.
En prenant un élément E,, ,,) sur la sonde en tant que corps
libre, on obtient les équations suivantes:
x
& + Qx dx
. . .
-=- (1)
GO dY
où
P, est la force d’impulsion sur la sonde;
X est la force d’impulsion sur le saumon;
Q
Go est le poids du saumon dans l’eau.
vy = vo dcT$ . . . (2)
où
. G
0
vy est la vitesse au point E;
est la vitesse à la surface de l’eau; Figure 1 - Forces agissant sur la sonde
VO
1
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ISO/TR 9209 : 1989 (FI
Étant donné que Hest une grandeur inconnue, la correction de
102 kg&m-4
ek =
câble immergé, A W, peut être calculée par une solution empiri-
où Q est la masse volumique de l’eau;
que de l’équation (9) :
d est le diamètre de la sonde.
. . .
AW= KHLH (10)
-?/Qv2
2
H = K*V()(1 -PI
. . .
(4)
Qx = 5 2
Les résultats de cette solution sont donnés dans les tableaux 4,
5 et 6.
où
3.2 Détermination du paramètre d’impulsion, p
K; est le coefficient de résistance du saumon;
K2 est le coefficient d’impulsion du saumon;
Selon l’équation (5)’ le paramètre d’impulsion, /?, dépend du
choix des coefficients d’impulsion pour la sonde, K,, et pour le
Q est la surface frontale du saumon;
saumon, K2. À partir des équations (3) et (41, ces coefficients
sont :
vH est la vitesse au fond de la rivière.
’ C?g
K2
=K -d . . . (11)
K1
. . .
(5)
P -
’ 2
= K,
ek
où p est le paramètre d’impulsion.
K2 = K; 2 Q . . . (12)
En substituant les équations (31, (4) et (5) dans l’équation (11,
on obtient l’équation suivante :
À partir de l’équation (111, lorsque le coefficient de résistance
de la sonde, K; est constant, K1 est proportionnel à d. Deux
2
séries d’essais in situ, avec 112 essais dans chaque série, ont
dx Kl QH
-=-
(1 -q) - 3(1 p - $1 + $1 -P) . . . (6a)
été effectuées pour déterminer K; :
dY Go
a) avec câble de signaux;
dx
Lorsque q = 0, dy = tan 0, où 8 est l’angle oblique.
b) sans câble de signaux.
On obtient alors à partir de l’équation (6a) l’équation suivante :
Les essais ont été effectués avec des sondes de diamètre
2
4 mm, 5’4 mm, 7’4 mm et 9’2 mm et des vitesses entre
Kl QH tan 8
- =
1’03 m/s et 3’04 m/s. Les résultats définitifs sont donnés au
. . . 6b)
P
GO
tableau 1, à savoir :
-m
1 +$(l -P)
3
( 1
1’5 (sans câble de signaux);
Ki moyen =
En substituant l’équation (6b) dans l’équation (6a), on obtient
l’équation suivante :
K’
= 1’7 (avec câble de signaux).
1 moyen
Le câble de signaux est attaché à la sonde par des bagues de
retenue mobiles à des intervalles d’environ 0’1 m.
tan e . . . (6)
Les valeurs empiriques dérivées de l’équation (11) pour le coef-
ficient
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.