ISO 4373:1995
(Main)Measurement of liquid flow in open channels — Water-level measuring devices
Measurement of liquid flow in open channels — Water-level measuring devices
Specifies the functional requirements and operational procedures for stage detecting, encoding and recording devices for measuring water levels in open channels. Replaces the first edition, which has been technically revised.
Mesure de débit des liquides dans les chenaux — Appareils de mesure du niveau de l'eau
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4373
Second edition
1995-IO-15
Measurement of liquid flow in open
channels - Water-level measuring devices
Mesure de d6bit des liquides dans /es chenaux - Appareils de mesure
du niveau d ’eau
Reference number
ISO 4373:1995(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 4373: 1995(E)
Contents
Page
.............................................................................................. 1
1 Scope
..................................................................... 1
2 Normative references
....................................................................................... 1
3 Def initions
............................................ 1
4 Accuracy of Stage measurements
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
5 Gauge datum . .*.*.
2
6 Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
7 Direct water-level indicating devices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
8 Indirect water-level indication devices
15
9 Recording devices .
18
.....................................................................................
10 Errors
Annex
21
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~.
A Stilling wells and intakes
0 ISO 1995
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronie or mechanical, inciuding photocopying and
microfilm, without Permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-l 211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
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0 ISO
ISO 4373:1995(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. Esch 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 patt in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard ISO 4373 was prepared by Technical Committee
lSO/TC 113, Hydrometrie determinations, Subcommittee SC 5, Instru-
men ts, equipmen t and da ta managemen t.
This second edition cancels and replaces the first edition
(ISO 4373:1979), which has been technically revised.
Annex A forms an integral part of this International Standard.
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0 ISO
ISO 4373:1995(E)
Introduction
The collection of water-level records with respect to time generally forms
the basis for obtaining a systematic record of stream flow at a gauging
Station. This water-level record, together with periodic discharge
measurements, tan be converted by one or more methods (see ISO 1100)
into a continuous record of discharge. The accuracy of the record of dis-
Charge is governed in large part by the accuracy of the record of water
level. lt is essential that this be detected and recorded efficiently and with
an accuracy sufficient for the purposes for which the stream flow data are
required.
Water-level records, besides being used to produce stream flow data, also
have an intrinsic value in monitoring the level of any body of watet-. lt must
also be recognized that, however accurate the inherent Performance of a
water-level recording installation, the application of routine operational and
maintenance procedures is essential to achieving design Performance.
Although the design and Operation of water-level measuring devices is
described in terms of the devices in current use, this International Stan-
dard is not intended to inhibit further development. Rather it is intended
to encourage the introduction of improved instrumentation exhibiting bet-
ter Performance.
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INTERNATIONAL STANDARD 0 ISO ISO 4373:1995(E)
Measurement of liquid flow in open channels -
Water-level measuring devices
definitions given in ISO 772 and the following defi-
1 Scope
nitions apply.
This International Standard specifies the functional
3.1 encoding: Method by which a data Signal is
requirements and operational procedures for Stage
changed into a suitable set of bits for data recording.
detecting, encoding and recording devices for
measuring water levels in open channels. Because of
3.2 parity check: Addition of an extra bit to a data
the widespread use of stilling wells in the measure-
Signal so that the total number of bits in a Sample are
ment of water levels, information on stilling wells is
either always even or always odd.
given in annex A to this International Standard.
4 Accuracy of Stage measurements
2 Normative references
For the measurement of Stage with respect to a
The following Standards contain provisions which,
gauge datum, an uncertainty of k 10 mm may be
through reference in this text, constitute provisions
satisfactory in some installations: in others, uncer-
of this International Standard. At the time of publi-
tainty of + 3 mm or better may be required. However,
-
cation, the editions indicated were valid. All Standards
in no case should the uncertainty be more than
are subject to revision, and Parties to agreements
+ 10 mm or O,l% of the range, whichever is greater.
based on this International Standard are encouraged
Exceptions tan be made if Sediment or unstable
to investigate the possibility of applying the most re-
channel conditions make it impossible to obtain a
cent editions of the Standards indicated below.
complete and reliable record with Standard equip-
Members of IEC and ISO maintain registers of cur-
ment, and where special equipment must be used to
rently valid International Standards.
obtain a complete record but with greater uncertainty
(for example, see 8.2).
l so 77~~~ ‘1, Measurement of liquid flow in open
channels - Vocabulary and Symbols.
This clause applies in all cases, unless specifically
stated otherwise.
ISO I IOO-1:1981, Liquid flow measurement in open
channels - Part 1: Establishment and Operation of a
gauging s ta Gon.
5 Gauge datum
ISO 1 I OO-2:1982, Liquid flow measurement in open
The Stage of a stream or lake is the height of the
channels - Part 2: Determination of the stage-
water surface above an established datum plane. The
discharge rela Gon.
datum of the gauge may be a recognized datum, such
as mean sea level, or an arbitrary datum plane selec-
ted for the convenience of using gauge readings of
3 Definitions relatively low numbers. ISO 1100-1 contains ad-
ditional requirements regarding gauge datum, gauge
For the purposes of this International Standard, the zero and benchmarks.
1) To be published. (Revision of ISO 7721988)
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0 ISO
ISO 4373:1995(E)
7.1.2 Construction material
6 Environment
The material of which a gauge is constructed shall be
The fol lowing criteria gene rally . Exceptions, be-
aPPlY
durable, particularly in alternating wet and dry con-
Cause of loca I condit Ions, shal I be specified by the
ditions, and also in respect of the resistance to wear
User.
or fading of the markings. The material should have a
low coefficient of expansion with respect to tem-
6.1 Operating
perature or wetting effects, commensurate with ac-
curacy requirements.
Water level Sensors and recorders shall operate sat-
isfactorily over temperature, relative humidity and
7.1.3 Graduation
pressure ranges applicable to local conditions. The
user shall specify the conditions that are likely to ap-
7.1.3.1 The graduations shall be clearly and perma-
PlY.
nently marked directly on a smooth surface or on a
gauge board. The numerals shall be legible and placed
6.2 In situ resistance
so that there is no possibility of ambiguity. A typical
example is shown in figure 1.
Instrumentation shall withstand temperatures from
- 50 “C to + 60 “C and relative humidities of 100 %
7.1.3.2 The graduations of an inclined gauge may be
(without condensation) in a non-operating condition.
directly marked on a smooth surface or on a gauge
board, as described in 7.1.3.1, or marked on manu-
factured gauge plates designed to be set to a speci-
6.3 Resistance during transport and storage
fied slope. An inclined gauge should be calibrated in
sjf~ by precise levelling from the Station benchmark.
Instrumentation shall withstand temperatures from
- 50 “C to + 60 “C and relative humidities of 100 %
7.1.3.3 Gauge plates shall be manufactured in suit-
(without condensation) in a non-operating condition.
able lengths, often 1 m, with the width of the scale
lnstrumentation shall be capable of withstanding vi-
not less than 50 mm.
brations and bouncing that normally occur in transport.
7.1.3.4 The marking on the gauge should be made
7 Direct water-level indicating devices
to read in multiples of millimetres. The smallest
graduation shall depend on the accuracy required, but
Water-Ievel gauges may determine water levels either
may correspond to 10 mm.
directly or indirectly. Measuring devices of the fixed
or movabie type, such as vertical and inclined gauges,
7.1.3.5 The markings of the subdivisions shall be
needle gauges and wire weight gauges, are classified
accurate to + 0,5 mm, and the cumulative error shall
-
as direct-reading instruments. The significant feature
not exceed 0,l % or 0,5 mm, whichever is smaller.
of this group of water-level indicators is that the
reading may be made directly in units of length,
7.1.4 Installation and use
without any intervening conversions. These gauges
are often used as a reference gauge for setting a
7.1.4.1 General
water-level recorder.
The gauge should preferably be placed near the side
71 . Vertical and inclined gauges of the stream, so that a direct reading of water level
may be made. If this is impractical because of ex-
Such gauges comprise a scale marked on or attached
cessrve turbulente, wind effect or inaccessibility, the
to a suitable surface.
measurement may be made in a suitable permanent
stilling bay or stilling well in which the wave actions
are damped and the level of the water surface follows
7.1 .l Functional requirements
the fluctuations of the water level in the stream. To
Vertical and inclined gauges shall be ensure this, intakes to stilling wells should be properly
designed and located (see annex A).
accurate and clearly marked;
a)
The gauge should be located as closely as possible to
the measuring section without affecting the flow
b) durable and easy to maintain;
conditions at this Point. If possible, the gauge should
simple to install and use. not be placed where the water is disturbed by turbu-
d
2
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ISO 4373:xwj(E)
Detachable plate for metre numeral
Figure 1 - Typical details of vertical staff gauge
lence, or where there is danger of darnage by drift. ing, tilting or washing away. In either case the
Bridge abutments or Piers are generally unsuitable lo- anchorage shall extend below the ground surface to
cations. Wherever the gauge is situated, it shall be a level free of disturbance by frost. In Order to avoid
readily and conveniently accessible so that the ob- velocity effects which may hinder accurate reading, a
server may make readings as nearly as possible at eye pile may be shaped to present a streamlined Profile
level. The gauge board or plate shall be securely fixed upstream and downstream or the gauge may be situ-
to the backing but Provision must be made for re- ated in a bay where it will not be exposed to the forte
moving the gauge board or plate for maintenance or of the current. Where the range of water Ievels ex-
adjustment. The edges of the gauge board should be ceeds the range of a Single vertical gauge, additional
protected. sections may be installed on the line of the cross-
section normal to the direction of flow.
7.1.4.2 Vertical gauges
7.1.4.3 Inclined gauges
A suitable backing for a vertical gauge is provided by
the surface of a wall having a vertical or nearly vertical
face parallel to the direction of flow. The gauge board An inclined gauge shall be installed in such a manner
or backing plate shall be attached to the surface so to follow the contour of the river bank. The Profile of
as to present a vertical face to receive the gradu- the bank may be such that a gauge of a Single slope
ations. The gauge board and backing plate shall be may be installed; frequently however, it may be
securely fastened to the Wall. Gauges may be fixed necessary to construct the gauge in several sections,
PO piles, either driven firmly into the river bed or each with a different slope. The general installation
banks, or set in concrete so as to be free from sink- requirements given in 7.1.4.1 apply.
3
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0 ISO
ISO 4373:1995(E)
7.2.3 Material
7.2 Needle gauges
A hook or Point gauge and auxiliary Parts shall be
7.2.1 General
made throughout with durable corrosion-resistant
materials.
A needle water-level gauge consists of a device with
an end Point and some means of determining the
7.2.4 Graduation
point’s exact vertical Position relative to datum. The
two types of needle gauges are
The graduation of a hook or Point gauge shall be in
millimetres and shall be clearly and accurately marked.
a) the Point gauge, whose tip approaches the free
A vernier or micrometer head may be provided which
surface from above, and
allows reading to 0,i mm. However, such a reading
b) the hook gauge, which is hook-shaped, and accuracy is normally only required for laboratory
whose tip is immersed and approaches the free measurements.
surface from below (see figure2).
7.2.5 Installation and use
The vertical Position may be determined by a gradu-
ated scale, a tape with some vernier arrangements,
or an arrangement to detect linear movement elec-
7.2.5.1 A hook or Point gauge may be mounted over
tronically with a digital indicator similar to a digital
an open water surface at the edge of a stream if
micrometer. The scale is movable and graduated to
conditions permit. If this is not practical because of
read downward from top to bottom in metres.
turbulente, wind effect or inaccessibility, a suitable
permanent stilling bay or stilling weil should be in-
Application of needle gauges consists of positioning
stalled.
the needle of the gauge near the water surface and
detecting the moment the tip touches the free sur-
face, as if trying to pierce its “skin ”. Setting a Point
7.2.5.2 The location of the hook or Point gauge
exactly at the water surface may be facilitated by
should be as close as possible to the stage-measuring
electrical, visual [light-emitting diode (LED) display]
section and should be conveniently accessible to the
and/or acoustic (electronie buzzer) indicators.
observer.
The advantage of water-level needle gauges is their
7.2.5.3 The gauge shall not be installed in a location
high measuring accuracy, whereas their disavantage
where the water surface is disturbed by turbulente,
is their small measuring range, usually about 1 m.
wind effect or afflux. The vicinity of bridge abutments
However, this disadvantage tan be overcome by in-
or Piers is generally unsuitable.
stalling a series of datum plates at different levels.
7.2.5.4 Where more than one datum plate or bracket
7.2.2 Functional requirements
is provided at different levels, it is preferable that all
should lie on the line of a Single Cross-section normal
7.2.2.1 A hook- or Point-gauge installation shall per- to the direction of flow in the stream. If this is not
mit measurement of Stage to be made at all levels, practicable and it is necessary to stagger the Points,
from below the lowest to above the highest levels all should lie within a distance of 1 m on either side
anticipated.
of the Cross-section line.
7.2.2.2 There shall be good illumination of the place
7.2.5.5 Datum plates and brackets shall be mounted
where the tip meets the free liquid surface; if this is
on a secure foundation which extends below the frost
not the case, gauges with electronie meters for indi- line .
cation shall be used.
7.2.5.6 The elevation of the datum plates, with ref-
7.2.2.3 The hook or Point shall be made of metal erence to which the level of the free water surface is
sufficiently strong to resist deformation in transport determined, shall be established with great care. This
and under field conditions of use. The tip shall be elevation
shall be checked from the Station
tapered to a Point having an included angle of ap- benchmark at least annually. The tolerante on the
proximately 60” and the Point shall be rounded to a transfer of level from the Station benchmark to each
radius of approximately 0,25 mm (see figure3). datum plate shall not exceed + 1,0 mm.
-
4
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ISO 4373: 1995(E)
. Adjusting block
f
Index pointer and vernier
Engraved scale
Distance pieces
/ +-
-
-t -
1
1
-i
Scale support pillars
Brass rod
Back plate
Bottom guide bracket
ioint gauge
Point gauge
Figure 2 -
Arrangement of hook, Point and electrical depth gauges
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ISO 4373: 1995(E)
60”
This tip to be
not lese; than
Point radius 0,25 mm
Point radius 0,25 mm
Figure 3 - Details of the hook and of the Point of hook and Point gauges
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0 ISO
ISO 4373:1995(E)
7.3 Float gauges
7.4 Wire-weight gauge
7.4.1 General
7.3.1 General
The typical wire-weight gauge consists of a drum
wound with a Single layer of cable, a bronze weight
The float gauge is used chiefly as an inside reference
attached to the end of the cable, a graduated disc and
gauge in water Stage measurements. The typical float
a counter, all enclosed within a protective housing
gauge consists of, for example, a float operating in a
(see figure4). The disc is graduated and is perma-
stilling weil, a graduated steel tape, a counterweight,
nently connected to the counter and the shaft of the
a pulley and a pointer. The float pulley is grooved on
drum. The cable is guided to its Position on the drum
the circumference to accommodate the steel tape,
by a threading sheave. The reel is equipped with a
runs slip-free over the pulley in the gauge Shelter
pawl and ratchet for holding the weight at any desired
above the weil, and is kept taut by a counterweight
elevation. The gauge is set so that when the bottom
at the free end or by a spring. In this way Stage fluc-
of the weight is at the water surface, the gauge
tuations are detected by the float which positions the
height is indicated by the combined readings of the
tape with respect to the pointer. A float gauge may
counter and the graduated disc.
also be coupled directly to a water-level recorder.
Such use, however, is discouraged unless there is
7.4.2 Functional requirements
another completely independent reference gauge for
the recorder.
A wire-weight gauge should it
perm mea sureme nt of
Stage to be made at all antic pated S tage Ievels.
7.3.2 Functional requirements
7.4.3 Material
7.3.2.1 A float gauge installation shall permit A wire-weight gauge shall
be made throughout with
measurement of Stage to be made at all levels, from
durable, corrosion-resistant materials.
below the lowest to above the highest levels antici-
pated.
7.4.4 Graduation
The graduation of the wire-weight gauge should be in
7.3.2.2 Float and counterweight dimensions and the
millimetres.
quality of the elements of the mechanical device for
remote indication shall be selected so that there is a
7.4.5 Installation and use
sufficiently high indication accuracy and working re-
liability. Clause 10 of this International Standard
7.4.5.1 The wire-weight gauge may be used as an
discusses float System errors.
outside reference gauge where other gauges are dif-
ficult to maintain. The wire-weight gauge is usually
mounted where there is a bridge or other structure
7.3.2.3 The float shall be made of durable
over the water.
corrosion-resistant and antifouling material. lt shall be
leakproof and function in a truly vertical direction. Its
7.4.5.2 The gauge shall be installed in a location
density shall not Change significantly.
where the water surface is not disturbed by turbu-
lence, wind effects or afflux.
7.3.2.4 The float shall be checked at frequent inter-
7.4.5.3 The check bar elevation of the wire-weight
vals to make Sure that it is floating properly, and care
gauge should be read frequently to ensure reliability
should be taken to see that the tape does not become
of the correct base elevation.
twisted or fouled and that the indicated Stage is the
Same as the water level in the stream. Care should
be taken to prevent the float from dragging against
7.5 Crest Stage gauges
the weil sides or against other objects.
The crest Stage gauge is used to record the peak
Stage occurring at a given location during a given time
7.3.3 Graduation period, or from the time when the gauge was reset.
Typically, the gauge consists of a vertical tube con-
The graduations of the float gauge shall be in milli-
taining a float or a floating substance (such as cork
metres and shall be clearly and accurately marked. dust). The tube is perforated at the bottom to permit
7
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ISO 4373:1995(E) 0 ISO
the entry of water, using a hole configuration that will 8.1 Pressure gauges
not Cause drawdown or pileup, and that contains an
Pressure gauges are frequently used at sites where
air outlet at the top.
it would be too expensive to install stilling wells. They
As water enters the tube, the floating substance rises
are also used on sand-channel streams because the
and clings to the tube when the water level falls. The
intake line tan be extended to follow a stream chan-
peak Stage is determined by precise levelling of the
nel that shifts its location, and if the gas-purge tech-
float from the Station benchmark or by reading a ver-
nique is used, the gas flow tends to keep the orifice
tical gauge if the crest Stage gauge is attached.
from becoming plugged with Sand.
8.1 .l General
7.6 Electric tape gauges
Water level may be determined by measuring the
The electric tape gauge tan be used to detect the
height of a column of water with respect to some
water level in a stilling well from a shelf or bracket in
datum plane. This tan be accomplished indirectly by
the instrument Shelter. lt tan be constructed similarly
detecting the water pressure at a fixed Point below
to a wire-weight gauge, or have a reel holding a steel
the water surface, and then utilizing the hydrostatic
tape that tan be read directly. The tape is wrapped
principle that the pressure of a column of liquid is
around a reel for storage and for lowering into the
proportional to its depth. All pressure-actuated instru-
weil. There is a weight on the end of the tape that
ments should provide a means of damping short-term
makes electrical contact, completing an electrical cir-
oscillations in water level. Normally a damping period
cuit, when it touches the water. A Voltmeter, light or
of IO s to 120 s is sufficient.
buzzer is used to let the user know when the water
surface has been reached. With the weight held in the
Transmission of pressure
8.1 .l .l
Position of the first water surface contact, the tape
The method of transmitting pressure from the water
reading is observed at the index provided on the reel
mounting frame. The electrical circuit requires a bat- column to the Sensor may be direct or indirect. When
tery and a wire from the bottom of the weil to the reel the Sensor is located below the Point in the water
frame (see figure 5). column at which the pressure is to be measured, the
water pressure may be transmitted directly to the
Sensor. However, if the Sensor is located above the
7.7 Other direct-reading gauges
water column, the direct method is usually not satis-
factory because gases entrained in the water tan
There exist other direct-reading gauges of various
create air locks in the line. If the liquid is highly cor-
types for example, those where the water level is
rosive, it is undesirable to bring it into direct contact
detected by one or several Points or by a small float,
with the Sensor.
which may be attached to a pivoting arm, or where
the sensing element is positioned with a servo-
8.1 .1.2 Gas-purge (bubbler) technique
mechanism. However, these instruments are not
widely used in the measurement of Stage in open The gas-purge technique is a widely used method of
channels and are not included in this International indirectly transmitting pressure. This technique may
Standard. be used regardless of the elevation of the pressure-
detecting device with respect to the water column;
and because the water does not come into direct
contact with the pressure Sensor, it is suitable for use
8 Indirect water-level indication devices
in highly corrosive liquids (see figures 6 and 7).
Indirect water-level indication devices include those
In the gas-purge technique a small discharge of non-
gauging Systems which convert a pressure, electrical,
corrosive gas (for example, nitrogen or compressed
acoustic or other Signal to an output which is pro-
air) is allowed to bleed into a tube, the free end of
portional to the water Ievel. Of the indirect devices
which has been lowered into the water and fixed at
available, those in most common usage are the
a known elevation below the water column to be
pressure type, such as the mercury manometer, the
measured. The Sensor, which is located at the oppo-
transducer and the servo-beam balance.
site end, detects the pressure of the gas required to
displace the liquid in the tube: this pressure being di-
NOTE 1 Mercury is an environmental hazard anc9 the use
rectly proportional to the head of liquid above the
of mercury manometer gauges is not permitteci in some
orif ice.
countries.
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ISO 4373: 1995(E)
Csunter
Gable drum
- -Fe
- P
---
- ~ --
ee-
---
F
-:
4 .
Check bar
Weight
Sta Ie
Check bar
- Weight
Figure 4 - Wire-weight gauge
9
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ISO 4373:1995(E)
E lectric tape
w ”9e
Solder lug
Battery
/ l--- Tape
LY-- Weight
Water surface 2
Sma II plate (ground) under water surface in wel
a) General view
10
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ISO 4373: 1995(E)
\
\
- -L-w-.
- -,---.
4
L
/
L---J
Negative terminal
Solder lug
Positive terminal
b) Detailed view
Figure 5 - Electric tape gauge
11
---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 4373:1995(E)
Purging tube
Gas
Gas adjustment -
Discharge indicator
1::_1:::-:+-+
Coder
Tape Punch
Printer
Potentiometer
etc.
Recording
\
7
) 7
(mechanica I
/
Mobile
tank
flexible manometer
Variable mercury
level; rigid manometer
Figure 6 - Gas purge (bubbler] recorder (servo manometer type)
12
---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO 4373:1995(E)
Purging tube
rl i
Measuring tube
lA2--l Ir
Gas adjustment
Discharge indicator
fi L~~if::~y!L!L _.___ x-TIr~~~
JI-L
”
----------7
Ir--- - ------. - --- ----j
r---i jpcE+
L-_-__- ____’
I
L.-- _.- -- -_ J
Coder
li lt-/ ------ld
Tape Punch
Printer
Potentiometer
etc.
Recording
(mechanical)
- Cl---
-ö
-c
0
0
0
-
7
Figure 7
- Gas purge (bubbler) recorder (servo-beam balance type)
and some form of visual flowrate indicator is
When using the gas-purge technique, there are cer-
necessary, so that the discharge of gas supplied
tain installation and Operation requirements that
to the System tan be properly adjusted. The
should be observed. The principal ones are
pressure should be set to prevent water from en-
a) an adequate supply of gas or compressed air tering the tube, even under the most rapid rates
must be provided. A continuous flow of gas to the of Stage Change expected;
tube is necessary to prevent the liquid from en-
c) incorrect readings due to the friction of the gas
tering it when the water level is rising. A particular
moving through the tube should be minimized.
rate of gas supplied will Cause the pressure in the
Long lengths of tube or very small diameter tub-
System to rise at the same rate as the head. If gas
ing aggravate the friction Problem. This difficulty
is supplied at a lower rate, liquid will enter the
is frequently solved by running two tubes to a
tube; and conversely, a higher rate will provide an
junction very near to the orifice, with one tube
unnecessarily high discharge of gas from the
serving as a gas-supply
...
NORME ISO
4373
INTERNATIONALE
Deuxième édition
1995-10-15
Mesure de débit des liquides dans les
- Appareils de mesure du niveau
chenaux
d’eau
Measurement of liquid flow in open channels - Water-level measuring
devices
Numéro de référence
ISO 4373:1995(F)
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ISO 4373: 1995(F)
Sommaire
Page
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Domaine d’application
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Références normatives
1
Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Précision de la mesure du niveau
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Niveau de référence
2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Environnement
2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Indicateurs limnimétriques à lecture directe
9
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Indicateurs limnimétriques à lecture indirecte
16
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Appareils enregistreurs (limnigraphes)
19
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10 Erreurs
Annexe
22
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A Puits de mesurage et entrées
0 ISO 1995
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, 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-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
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63 ISO ISO 4373:1995(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 4373 a été élaborée par le comité technique
ISOFC 113, Déterminations hydrométriques, sous-comité SC 5, Instru-
ments, équipement et gestion des données.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition
(ISO 4373:1979), dont elle constitue une révision technique.
L’annexe A fait partie intégrante de la présente Norme internationale.
. . .
III
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ISO 4373: 1995(F) 0 ISO
Introduction
La collecte des relevés du niveau d’eau en fonction du temps sert habi-
tuellement de base à l’obtention d’un relevé systématique du débit à une
station hydrométrique. Ces relevés de niveau d’eau, associés aux mesu-
rages de débit périodiques, peuvent ensuite être convertis en valeurs de
débit continues par une ou plusieurs méthodes (voir ISO II 00). La préci-
sion des relevés de débit dépend principalement de la précision de I’en-
registrement du niveau d’eau. II est essentiel d’avoir des appareils
effectuant les mesures et l’enregistrement avec efficacité et avec la pré-
cision suffisante pour l’utilisation ultérieure des valeurs de débit.
Les enregistrements du niveau d’eau, à côté du fait qu’ils sont utilisés
pour fournir des informations sur le débit, ont également une valeur in-
trinsèque dans le contrôle du niveau de toute masse d’eau. De plus, on
doit reconnaître que pour atteindre les performances prévues, et quel que
soit le degré de précision des résultats inhérent à une installation d’enre-
gistrement du niveau d’eau, la mise en œuvre de programmes périodiques
de maintenance est primordiale. Bien que la conception et l’exploitation
des indicateurs limnimétriques les désignent comme des appareils cou-
ramment utilisés, la présente Norme internationale n’est nullement desti-
née à interdire d’autres développements. Elle est plutôt destinée à
encourager l’arrivée d’instruments encore plus sophistiqués et possédant
des performances accrues.
iv
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NORME INTERNATIONALE 0 ISO ISO 4373: 1995(F)
Mesure de débit des liquides dans les chenaux -
Appareils de mesure du niveau d’eau
1 Domaine d’application 3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale,
La présente Norme internationale prescrit les carac-
les définitions données dans I’ISO 772 et les défini-
téristiques de fonctionnement et les modes opératoi-
tions suivantes s’appliquent.
res des limnimètres, des dispositifs de codage et des
enregistreurs pour le mesurage des niveaux d’eau
3.1 codage: Méthode permettant de transformer un
dans les chenaux. Du fait de l’utilisation courante de
signal de données analogiques en un groupe de bits
puits pour le mesurage des niveaux d’eau, les infor-
adaptés à l’enregistrement de données numériques.
mations les concernant sont données dans
l’annexe A de la présente Norme internationale.
3.2 contrôle de parité: Insertion d’un bit supplé-
mentaire dans le signal de données, de manière à
rendre le nombre total de bits d’un code systéma-
tiquement pair ou impair.
2 Références normatives
4 Précision de la mesure du niveau
Les normes suivantes contiennent des dispositions
Dans certaines installations, une incertitude de
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
-1: 10 mm sur la mesure du niveau par rapport au ni-
tuent des dispositions valables pour la présente
veau de référence peut être satisfaisante. Dans d’au-
Norme internationale. Au moment de la publication,
tres, on peut exiger une incertitude de + 3 mm ou
-
les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute
même mieux. En aucun cas cependant, cette incerti-
norme est sujette à révision et les parties prenantes
tude ne doit être supérieure à la plus grande des deux
des accords fondés sur la présente Norme internatio-
valeurs + 10 mm ou O,l%. Des exceptions peuvent
nale sont invitées à rechercher la possibilité d’appli-
être faites dans les cas où les sédiments ou des
quer les éditions les plus récentes des normes
conditions de chenal instables rendent impossible
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO
l’obtention d’un enregistrement complet et fiable avec
possèdent le registre des Normes internationales en
un équipement standard. Un équipement spécial doit
vigueur à un moment donné.
alors être utilisé pour réussir un enregistrement com-
plet avec toutefois une incertitude plus élevée (voir
ISO 772: -Il, Mesure de débit des liquides dans les
l’exemple donné en 8.2).
canaux découverts - Vocabulaire et symboles.
Cette clause s’applique dans tous les cas, sauf indi-
ISO 1100-I :1981, Mesure de débit des liquides dans
cation contraire.
les canaux déctiuverts - Partie 1: Établissement et
exploitation d’une station de jaugeage.
5 Niveau de référence
ISO 11 OO-2:1982, Mesure de débit des liquides dans
les canaux découverts
- Partie 2: Détermination de Le niveau d’un cours d’eau ou d’un lac est la hauteur
la relation hauteur-débit.
de la surface de l’eau au-dessus d’un plan de réfé-
1) À publier. (Révision de I’ISO 7721988)
1
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0 ISO
ISO 4373: 1995(F)
rente prédéterminé. Ce plan de référence peut être Échelles limnimétriques verticales et
7.1
une référence connue, comme le niveau de la mer,
inclinées
ou un plan de référence arbitrairement choisi pour la
commodité d’avoir une longueur relativement faible
Ces échelles sont constituées d’une échelle graduée
de la valeur limnimétrique. L’ISO 1100-l présente des
directement ou fixée sur une surface appropriée.
caractéristiques relatives au niveau de référence, au
zéro de l’échelle et aux repères de nivellement. Caractéristiques fonctionnelles
7.1 .l
Les échelles limnimétriques verticales et inclinées
6 Environnement
doivent présenter les caractéristiques fonctionnelles
suivantes:
Les conditions suivantes s’appliquent généralement,
exception faite pour les conditions locales qui doivent
précision et graduation claire;
a)
être spécifiées par l’utilisateur.
durabilité et entretien facile;
b)
6.1 Fonctionnement
d installation et utilisation simples,
Les indicateurs et les enregistreurs de niveau doivent
fonctionner de façon satisfaisante sur toute une
7.1.2 Matériau de construction
gamme de températures, d’humidités relatives et de
pressions correspondant aux conditions locales. L’uti-
de construction des échelles
Le matériau
lisateur doit spécifier les conditions qui pourraient être
limnimétriques doit être résistant, notamment aux al-
appliquées.
ternances de sécheresse et d’humidité et également
du point de vue de l’usure ou de l’effacement des
6.2 Résistance in situ
graduations. II doit avoir un coefficient de dilatation
faible à la température et à l’humidité, proportionnel
Les appareils doivent résister à des températures al-
au degré de précision exigé.
lant de - 50 “C à + 60 “C et à des humidités relatives
de 100 % (sans condensation) en condition de non-
7.1.3 Graduation
fonctionnement.
7.1.3.1 Les graduations doivent être marquées de
6.3 Résistance durant le transport et le
façon claire et permanente directement sur une sur-
stockage
face lisse ou sur une planche limnimétrique. Les chif-
fres doivent être lisibles et placés de telle sorte qu’il
Les appareils doivent résister à des températures al-
n’y ait aucune ambiguïté possible. Un exemple type
lant de - 50 “C à + 60 “C et à des humidités relatives
est présenté à la figure 1.
de 100 % (sans condensation) en condition de non-
fonctionnement. Les appareils doivent pouvoir résis-
7.1.3.2 Les graduations d’une échelle inclinée peu-
ter aux vibrations et aux chocs se produisant
vent être portées directement sur une surface lisse
généralement au cours d’un transport.
ou sur une planche limnimétrique, comme décrit en
7.1.3.1, ou sur une plaque fabriquée spécialement
7 Indicateurs limnimétriques à lecture
pour une pente donnée. II est souhaitable que
l’échelle limnimétrique inclinée soit étalonnée in situ,
directe
par un nivelage précis par rapport au repère de nivel-
lement de la station.
Les appareils limnimétriques peuvent déterminer le
niveau d’eau directement ou indirectement. Les ap-
7.1.3.3 Les plaques limnimétriques doivent être fa-
pareils de mesure fixes ou mobiles, comme les
échelles limnimétriques verticales ou inclinées, les briquées en longueurs appropriées, généralement de
pointes et les sondes limnimétriques sont des indica- 1 m, la largeur de l’échelle couvrant au moins
50 mm.
teurs à lecture directe. La caractéristique principale
de ce groupe d’indicateurs est que la mesure peut se
faire directement en unités de longueur sans facteur 7.1.3.4 Les graduations de l’échelle doivent permet-
de conversion intermédiaire. Ces appareils servent tre des mesures en multiples du millimètre. La plus
souvent d’indicateurs de référence pour régler un en- petite graduation doit dépendre de la précision re-
registreur de niveau. quise, mais elle peut correspondre à 10 mm.
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ISO 4373: 1995(F)
Plaque amovible pour les chiffres de la graduation
Figure 1 - Détails typiques d’une échelle graduée verticale
7.1.3.5 Les repères des subdivisions doivent avoir ce point. Si possible, elle ne devrait pas être placée là
une précision de + 0,5 mm. L’erreur cumulée ne doit où l’eau présente une turbulence, ni là où elle pourrait
pas excéder 0,l % ou 0,5 mm, en prenant la plus pe-
être entraînée par le courant. Les culées ou les piles
tite des deux valeurs. de pont ne sont pas, en général, des emplacements
convenables. Quel que soit l’endroit où est placée
l’échelle, il faut qu’elle soit immédiatement et com-
7.1.4 Installation et emploi
modément accessible de façon que l’observateur
puisse faire les mesures le plus près possible du ni-
7.1.4.1 Généralités
veau de ses yeux. La planche ou la plaque
limnimétrique doit être fixée solidement à son sup-
L’échelle limnimétrique doit, de préférence, être pla-
port, mais elle doit pouvoir être enlevée pour l’entre-
cée au bord du cours d’eau de manière à permettre
tien ou le réglage. Les bords de la planche
une mesure directe du niveau. En cas de difficultés
limnimétrique doivent être protégés.
en raison de turbulences excessives, de vent ou
d’accès impossible, la mesure peut être faite dans
7.1.4.2 Échelles limnimétriques verticales
une baie ou dans un puits de mesurage approprié(e)
où l’action des vagues est amortie et où le niveau
Le support le plus approprié d’une échelle
d’eau suit les fluctuations du niveau du cours d’eau.
Iimnimétrique verticale est la surface d’une paroi ver-
Cette condition est réalisée grâce à une conception
ticale, ou presque verticale, parallèle au sens de
et à un emplacement appropriés des entrées aux
l’écoulement. La planche limnimétrique, ou son sup-
puits de mesurage (voir annexe A).
port, doit être fixée à cette surface de manière à pré-
II convient de placer l’échelle aussi près que possible senter une face verticale apte à recevoir les
de la section de mesurage sans affecter le régime en graduations. La planche limnimétrique et son support
3
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0 ISO
ISO 4373: 1995(F)
doivent être solidement fixés à la paroi. Les échelles duée en mètres, dans un sens croissant et du haut
limnimétriques peuvent être fixées à des pieux, soit vers le bas.
enfoncés dans le lit ou les rives de la rivière, soit
La mesure se fait en approchant la tige de l’appareil
noyés dans du béton afin de ne pas s’enfoncer, ni
de la surface de l’eau et en détectant le moment où
bouger, ni être arrachés. Dans tous les cas, l’ancrage
la pointe touche la surface libre, comme si on essayait
doit s’enfoncer dans le sol au-dessous de la zone af-
d’en ((percer la surface)). Le positionnement de la
fectée par le gel. Pour éviter l’effet de la vitesse
pointe exactement à la surface de l’eau peut être fa-
d’écoulement risquant d’empêcher des mesures de
cilité par des dispositifs électriques, visuels (diodes
précision, le pieu peut être façonné de telle sorte qu’il
électroluminescentes) et/ou ultrasoniques (avertisseur
présente au courant un profil hydrodynamique en
sonore).
amont et en aval; l’échelle peut également être placée
dans une baie où elle ne sera pas exposée à la force
L’avantage des pointes limnimétriques est leur grande
du courant. Lorsque l’amplitude des niveaux d’eau
précision de mesure; leur inconvénient est leur faible
dépasse l’amplitude de mesure d’une seule échelle
amplitude de mesure, généralement de l’ordre de
limnimétrique verticale, d’autres tronçons peuvent
1 m. Cet inconvénient peut, toutefois, être compensé
être ajoutés dans l’axe de la section perpendiculaire
par l’installation d’une série d’échelles limnimétriques
au sens de l’écoulement.
à différents niveaux.
7.1.4.3 Échelles limnimétriques inclinées
7.2.2 Caractéristiques fonctionnelles
Les échelles limnimétriques inclinées doivent être
7.2.2.1 L’installation d’une pointe limnimétrique
installées de manière à suivre le contour de la berge
droite ou recourbée doit permettre de mesurer le ni-
de la rivière. Ce contour doit permettre l’installation
veau d’eau à n’importe quelle hauteur entre le niveau
d’une échelle inclinée à une seule pente; il est sou-
minimal et le niveau maximal prévus, et même au-
vent nécessaire, toutefois, de construire l’échelle en
delà.
plusieurs tronçons, chacun de pente différente. Les
conditions générales d’installation de 7.1.4.1 demeu-
rent, pour le reste, applicables.
7.2.2.2 L’endroit où la pointe touche la surface libre
du liquide doit être bien éclairé. Dans le cas contraire,
on doit utiliser des indicateurs limnimétriques à lec-
ture électronique.
7.2 Pointes limnimétriques
7.2.2.3 La pointe droite ou recourbée doit être en
métal suffisamment résistant pour supporter les
7.2.1 Généralités
contraintes de transport et d’emploi in situ. L’extré-
mité de la pointe doit être conique et se terminer en
Les pointes limnimétriques sont des appareils consti-
formant un angle aigu d’environ 60” dont le sommet
tués d’une tige se terminant par une pointe et d’un
doit être arrondi à un rayon d’environ 0,25 mm (voir
moyen de détermination de la position verticale
figure 3).
exacte de la pointe de la tige par rapport à un repère
de référence. Les pointes limnimétriques sont de
deux sortes: 7.2.3 Matériau
a) les pointes limnimétriques droites dont la
La pointe limnimétrique droite ou recourbée et les
pointe s’approche de la surface de l’eau, par le
pièces auxiliaires doivent être fabriquées dans un
haut; et
matériau durable, résistant à la corrosion.
b) les pointes limnimétriques recourbées dont la
7.2.4 Graduation
pointe, immergée, s’approche de la surface de
l’eau, par le bas (voir figure 2).
La graduation d’une pointe limnimétrique droite ou
La position verticale peut être déterminée par une recourbée doit se faire en millimètres. Elle doit être
échelle graduée, un ruban et un vernier ou un dispo- claire et précise. Un vernier ou une tête micrométri-
sitif de détection électronique de déplacement linéaire
que peut être ajouté(e) pour atteindre une précision
associé à un afficheur digital similaire à ceux des mi-
de 0,i mm, mais une telle précision n’est exigée
cromètres numériques. L’échelle est mobile et gra-
normalement que pour les mesures en laboratoire.
4
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ISO 4373: 1995(F)
-
/-- Bloc de réglage
f
+
.
P
.
1
.
J
1
\ Index de pointage
et Vernier
/----- Échelle graduée
- Piéce de support intermédiaire
I
+
\
+/T
T
t
- Colonne de support de l’échelle
Tige en laiton
‘~
I
- Plaque de fond
.
. Guide-support du bas
I
4
.
.
f #
/’
/
(
I
I
‘L
c -- -_
ou recourbée
Pointe droite /
Figure 2 -
Disposition des pointes liminimétriques droite et recourbée
5
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ISO 4373: 1995(F)
60”
être b moins
Rayon de l’arrondi
de tout point
0,25 mm
l’arrondi
Rayon de
0,25 mm
Figure 3 - Détail de l’extrémité des pointes limnimétriques droite et recourbée
7.2.5 Installation et emploi 7.2.5.4 Si différentes plaques de nivellement ou dif-
férentes potences doivent être installées à différents
niveaux, il est préférable qu’elles soient toutes si-
tuées dans l’axe d’une même section transversale,
7.2.5.1 La pointe limnimétrique droite ou recourbée
perpendiculaire au sens de l’écoulement. En cas
peut être montée au-dessus de l’eau, par un montage
d’impossibilité, et s’il faut échelonner les pointes,
fixé au bord du cours d’eau si les conditions le per-
toutes doivent se situer à moins de 1 m de part et
mettent. Sinon, en cas de turbulences, à cause du
d’autre de l’axe de la section transversale.
vent ou de difficultés d’accès, elle peut être installée
dans une baie ou dans un puits de mesurage adéquat.
7.2.5.5 Les plaques de nivellement et les potences
doivent être montées sur des fondations solides
s’enfonçant au-dessous de la ligne de la profondeur
7.2.5.2 La pointe limnimétrique droite ou recourbée
doit être installée aussi près que possible de la sec- de gel.
tion de mesurage du niveau et doit être commodé-
ment accessible pour l’observateur.
7.2.5.6 La cote de la plaque de nivellement, qui
fournit la référence servant à déterminer le niveau de
la surface d’eau libre, doit être établie avec le plus
7.2.5.3 La pointe limnimétrique ne doit pas être ins- grand soin. Elle doit être vérifiée par rapport au repère
tallée dans un endroit où la surface de l’eau est per- du nivellement de la station au moins une fois par an.
turbée par des turbulences, par le vent ou par la La tolérance relative au report du repère de nivel-
marée. Le voisinage de culées ou de piles de pont
lement de la station sur chaque plaque de nivellement
n’est généralement pas un endroit approprié. ne doit pas dépasser -+ 1,O mm.
-
6
---------------------- Page: 10 ----------------------
0 ISO
ISO 4373:1995(F)
7.3.3 Graduation
7.3 Limnimètres à flotteur
Un limnimètre à flotteur doit être gradué en millimè-
7.3.1 Généralités tres. Les graduations doivent être claires et précises.
Le limnimètre à flotteur est principalement utilisé
7.4 Sondes limnimétriques
comme limnimètre de référence interne dans les
mesures de niveau d’eau. Un limnimètre à flotteur
type est composé, par exemple, d’un flotteur se dé-
7.4.1 Généralités
plaçant dans un puits de mesurage, d’un ruban d’acier
gradué, d’un contrepoids, d’une poulie et d’un index.
Une sonde limnimétrique type comporte un tambour
La périphérie de la poulie du flotteur comporte une
sur lequel vient s’enrouler une seule couche de câble,
rainure où vient se loger le ruban. Elle est montée sur
un poids en bronze attaché à une extrémité du câble,
un support. Le ruban est fixé au bord supérieur du
un disque gradué et un compteur, le tout enfermé
flotteur et coulisse librement sur la poulie, dans l’abri
dans un boîtier de protection (voir figure4). Le disque
du limnimètre se trouvant au-dessus du puits. II est
est gradué et relié en permanence au compteur et à
maintenu tendu au moyen d’un contrepoids placé sur
l’arbre du tambour. Le câble est guidé sur le tambour
son extrémité libre, ou par un ressort. De cette façon,
par une poulie à gorge. Le dévidoir doit être muni d’un
le flotteur suit les variations du niveau et positionne
système à cliquet et rocher maintenant le poids à la
le ruban par rapport à un index. Un limnimètre à flot-
hauteur désirée. La sonde doit être réglée de telle
teur peut aussi être associé directement à un enre-
sorte que, lorsque la partie inférieure du poids se
gistreur de niveau d’eau. Un tel usage est toutefois
trouve à la surface de l’eau, le niveau soit indiqué par
déconseillé, sauf si l’enregistreur peut disposer d’un
lecture combinée du compteur et du disque gradué.
autre limnimètre de référence totalement indépen-
dant.
7.4.2 Caractéristiques fonctionnelles
Une sonde limnimétrique doit permettre une mesure
7.3.2 Caractéristiques fonctionnelles
à n’importe quel niveau pouvant être prévu.
7.3.2.1 Un Iimnimètre à flotteur permet de mesurer
7.4.3 Matériau
le niveau à toutes les hauteurs comprises entre le ni-
veau minimal et le niveau maximal prévus, et même
La sonde doit être faite dans un matériau durable, ré-
au-delà.
sistant à la corrosion.
Les dimensions du flotteur et du contrepoids
7.3.2.2
7.4.4 Graduation
ainsi que la qualité des éléments mécaniques de lec-
ture à distance doivent être choisies de- manière à
Les sondes limnimétriques doivent être graduées en
garantir une précision et une fiabilité des mesures
millimètres.
suffisamment élevées. L’article 10 de la présente
Norme internationale traite des erreurs sur les appa-
reils à flotteur.
7.4.5 Installation et emploi
7.4.5.1 La sonde limnimétrique peut être utilisée
7.3.2.3 Le flotteur doit être fabriqué dans un maté-
comme limnimètre de référence externe là où les au-
riau durable, résistant à la corrosion et imputrescible.
tres limnimètres de même type sont difficiles à utili-
II doit être étanche et bien fonctionner verticalement.
ser. Elle est généralement installée chaque fois qu’un
Sa masse volumique ne doit pas varier notablement.
pont ou tout autre construction surplombe l’eau.
7.3.2.4 Le flotteur doit être vérifié à intervalles fré-
7.4.5.2 La sonde doit être installée dans un endroit
quents pour s’assurer qu’il flotte convenablement. On
où la surface de l’eau n’est pas perturbée par des
veillera également à ce que le ruban ne s’entortille pas
turbulences, le vent ou la marée.
et ne se salisse pas, et on vérifiera que le niveau in-
diqué corresponde bien au niveau du cours d’eau. II
est enfin conseillé d’éviter soigneusement de faire 7.4.5.3 La hauteur de la barre de vérification de la
racler le flotteur contre les bords du puits ou contre sonde limnimétrique doit être contrôlée fréquemment
d’autres objets. pour s’assurer qu’elle est juste.
7
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ISO 4373:1995(F)
Compteur
Tambour porte-câble
m--
m--
F
=f
1
I
1
-m-
w-- d
t
Disque gradué
Barre de réglage -
Figure 4 - Sonde limnimétrique
---------------------- Page: 12 ----------------------
0 ISO ISO 4373:1995(F)
7.5 Limnimètres à maximum
8 Indicateurs limnimétriques à lecture
. indirecte
Les limnimètres à maximum sont utilisés pour mesu-
rer les valeurs extrêmes des niveaux relevés à des
Par indicateurs limnimétriques à lecture indirecte, on
endroits déterminés et sur une période de temps
entend les appareils qui convertissent un signal de
donnée, ou à partir du moment où le Iimnimètre est
pression, un signal électrique ou ultrasonique, ou tout
remis en service. Le Iimnimètre est généralement
autre signal en une grandeur proportionnelle au niveau
composé d’un tube vertical contenant un flotteur ou
d’eau. Parmi les indicateurs à lecture indirecte exis-
une substance flottante (telle que des déchets de
tants, les plus courants sont les indicateurs à pres-
liège). Le bas du tube est perforé pour permettre
sion, tels que les manomètres à mercure, les capteurs
l’entrée de l’eau par une configuration de trous ne
et les servobalances à fléau.
provoquant ni abaissement ni remontée de la surface
de l’eau. Le sommet du tube doit contenir une prise
NOTE 1 Le mercure présentant un danger pour I’envi-
ronnement, l’usage de manomètres à mercure n’est pas
d’air.
autorisé dans certains pays.
Quand l’eau pénètre dans le tube, la substance flot-
tante s’élève; elle adhère au tube quand le niveau
8.1 Manomètres
d’eau descend. Le niveau de crête est déterminé par
la mise à niveau précise du flotteur à partir du poste
Les manomètres sont fréquemment utilisés dans les
de nivellement de la station ou par la lecture d’une
endroits où il serait trop onéreux d’installer des puits
échelle verticale si le Iimnimètre à maximum est fixé.
de mesurage. Ils sont également utilisés dans les
cours d’eau à bancs de sable, car les tuyauteries
d’entrée peuvent être étendues pour suivre le cours
7.6 Limnimètres électriques à ruban
changeant d’un chenal et, en cas d’utilisation d’une
purge d’air, le débit du gaz permet d’empêcher le sa-
Le limnimètre électrique à ruban peut être utilisé pour
ble d’obstruer l’orifice.
détecter le niveau de l’eau dans un puits de mesurage
à partir d’une étagère ou d’une potence de l’abri de
8.1 .l Généralités
l’instrument. II peut être construit de manière similaire
à une sonde limnimétrique, ou disposer d’une bobine
La méthode de détermination du niveau d’eau
contenant un ruban d’acier pouvant être lu direc-
consiste à mesurer la hauteur d’une colonne d’eau par
tement. On enroule le ruban autour de la bobine pour
rapport à un plan de référence déterminé. Ceci peut
le stocker, puis on le descend dans le puits. Un poids
être obtenu indirectement en repérant la pression à
placé à l’extrémité du ruban établit un contact électri-
un point fixe au-dessous de la surface de l’eau, et en
que en refermant un circuit électrique lorsqu’il touche
appliquant ensuite le principe hydrostatique selon le-
l’eau. Un voltmètre, un témoin lumineux ou un aver-
quel la pression d’une colonne de liquide est propor-
tisseur sonore sont utilisés pour signaler à l’opérateur
tionnelle à sa profondeur. Tous les instruments à
que la surface de l’eau a été atteinte. Le poids étant
détecteur de pression doivent disposer d’un système
maintenu dans la position du premier contact avec
d’amortissement des petites oscillations du niveau
l’eau, la lecture du ruban se fait par l’index placé sur
d’eau. Une période d’amortissement de 10 s à 120 s
le cadre-support de la bobine. Le circuit électrique
est habituellement suffisante.
nécessite une batterie et un fil reliant le fond du puits
au cadre de la bobine (voir figure5).
8.1 .l .l Transmission de la pression
7.7 Autres indicateurs limnimétriques à
La méthode de transmission de la pression de la co-
lonne d’eau à l’élément sensible du capteur peut être
lecture directe
directe ou indirecte. Lorsque ce capteur est situé au-
II existe d’autres indicateurs limnimétriques à lecture dessous du point de la colonne d’eau où doit être
directe, par exemple ceux qui détectent le niveau par mesurée la pression, cette pression peut être trans-
une ou plusieurs pointes ou par un petit
...
NORME ISO
4373
INTERNATIONALE
Deuxième édition
1995-10-15
Mesure de débit des liquides dans les
- Appareils de mesure du niveau
chenaux
d’eau
Measurement of liquid flow in open channels - Water-level measuring
devices
Numéro de référence
ISO 4373:1995(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 4373: 1995(F)
Sommaire
Page
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Domaine d’application
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Références normatives
1
Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Précision de la mesure du niveau
1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Niveau de référence
2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Environnement
2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Indicateurs limnimétriques à lecture directe
9
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Indicateurs limnimétriques à lecture indirecte
16
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Appareils enregistreurs (limnigraphes)
19
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10 Erreurs
Annexe
22
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A Puits de mesurage et entrées
0 ISO 1995
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, 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-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
63 ISO ISO 4373:1995(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 4373 a été élaborée par le comité technique
ISOFC 113, Déterminations hydrométriques, sous-comité SC 5, Instru-
ments, équipement et gestion des données.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition
(ISO 4373:1979), dont elle constitue une révision technique.
L’annexe A fait partie intégrante de la présente Norme internationale.
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 4373: 1995(F) 0 ISO
Introduction
La collecte des relevés du niveau d’eau en fonction du temps sert habi-
tuellement de base à l’obtention d’un relevé systématique du débit à une
station hydrométrique. Ces relevés de niveau d’eau, associés aux mesu-
rages de débit périodiques, peuvent ensuite être convertis en valeurs de
débit continues par une ou plusieurs méthodes (voir ISO II 00). La préci-
sion des relevés de débit dépend principalement de la précision de I’en-
registrement du niveau d’eau. II est essentiel d’avoir des appareils
effectuant les mesures et l’enregistrement avec efficacité et avec la pré-
cision suffisante pour l’utilisation ultérieure des valeurs de débit.
Les enregistrements du niveau d’eau, à côté du fait qu’ils sont utilisés
pour fournir des informations sur le débit, ont également une valeur in-
trinsèque dans le contrôle du niveau de toute masse d’eau. De plus, on
doit reconnaître que pour atteindre les performances prévues, et quel que
soit le degré de précision des résultats inhérent à une installation d’enre-
gistrement du niveau d’eau, la mise en œuvre de programmes périodiques
de maintenance est primordiale. Bien que la conception et l’exploitation
des indicateurs limnimétriques les désignent comme des appareils cou-
ramment utilisés, la présente Norme internationale n’est nullement desti-
née à interdire d’autres développements. Elle est plutôt destinée à
encourager l’arrivée d’instruments encore plus sophistiqués et possédant
des performances accrues.
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE 0 ISO ISO 4373: 1995(F)
Mesure de débit des liquides dans les chenaux -
Appareils de mesure du niveau d’eau
1 Domaine d’application 3 Définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale,
La présente Norme internationale prescrit les carac-
les définitions données dans I’ISO 772 et les défini-
téristiques de fonctionnement et les modes opératoi-
tions suivantes s’appliquent.
res des limnimètres, des dispositifs de codage et des
enregistreurs pour le mesurage des niveaux d’eau
3.1 codage: Méthode permettant de transformer un
dans les chenaux. Du fait de l’utilisation courante de
signal de données analogiques en un groupe de bits
puits pour le mesurage des niveaux d’eau, les infor-
adaptés à l’enregistrement de données numériques.
mations les concernant sont données dans
l’annexe A de la présente Norme internationale.
3.2 contrôle de parité: Insertion d’un bit supplé-
mentaire dans le signal de données, de manière à
rendre le nombre total de bits d’un code systéma-
tiquement pair ou impair.
2 Références normatives
4 Précision de la mesure du niveau
Les normes suivantes contiennent des dispositions
Dans certaines installations, une incertitude de
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
-1: 10 mm sur la mesure du niveau par rapport au ni-
tuent des dispositions valables pour la présente
veau de référence peut être satisfaisante. Dans d’au-
Norme internationale. Au moment de la publication,
tres, on peut exiger une incertitude de + 3 mm ou
-
les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute
même mieux. En aucun cas cependant, cette incerti-
norme est sujette à révision et les parties prenantes
tude ne doit être supérieure à la plus grande des deux
des accords fondés sur la présente Norme internatio-
valeurs + 10 mm ou O,l%. Des exceptions peuvent
nale sont invitées à rechercher la possibilité d’appli-
être faites dans les cas où les sédiments ou des
quer les éditions les plus récentes des normes
conditions de chenal instables rendent impossible
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO
l’obtention d’un enregistrement complet et fiable avec
possèdent le registre des Normes internationales en
un équipement standard. Un équipement spécial doit
vigueur à un moment donné.
alors être utilisé pour réussir un enregistrement com-
plet avec toutefois une incertitude plus élevée (voir
ISO 772: -Il, Mesure de débit des liquides dans les
l’exemple donné en 8.2).
canaux découverts - Vocabulaire et symboles.
Cette clause s’applique dans tous les cas, sauf indi-
ISO 1100-I :1981, Mesure de débit des liquides dans
cation contraire.
les canaux déctiuverts - Partie 1: Établissement et
exploitation d’une station de jaugeage.
5 Niveau de référence
ISO 11 OO-2:1982, Mesure de débit des liquides dans
les canaux découverts
- Partie 2: Détermination de Le niveau d’un cours d’eau ou d’un lac est la hauteur
la relation hauteur-débit.
de la surface de l’eau au-dessus d’un plan de réfé-
1) À publier. (Révision de I’ISO 7721988)
1
---------------------- Page: 5 ----------------------
0 ISO
ISO 4373: 1995(F)
rente prédéterminé. Ce plan de référence peut être Échelles limnimétriques verticales et
7.1
une référence connue, comme le niveau de la mer,
inclinées
ou un plan de référence arbitrairement choisi pour la
commodité d’avoir une longueur relativement faible
Ces échelles sont constituées d’une échelle graduée
de la valeur limnimétrique. L’ISO 1100-l présente des
directement ou fixée sur une surface appropriée.
caractéristiques relatives au niveau de référence, au
zéro de l’échelle et aux repères de nivellement. Caractéristiques fonctionnelles
7.1 .l
Les échelles limnimétriques verticales et inclinées
6 Environnement
doivent présenter les caractéristiques fonctionnelles
suivantes:
Les conditions suivantes s’appliquent généralement,
exception faite pour les conditions locales qui doivent
précision et graduation claire;
a)
être spécifiées par l’utilisateur.
durabilité et entretien facile;
b)
6.1 Fonctionnement
d installation et utilisation simples,
Les indicateurs et les enregistreurs de niveau doivent
fonctionner de façon satisfaisante sur toute une
7.1.2 Matériau de construction
gamme de températures, d’humidités relatives et de
pressions correspondant aux conditions locales. L’uti-
de construction des échelles
Le matériau
lisateur doit spécifier les conditions qui pourraient être
limnimétriques doit être résistant, notamment aux al-
appliquées.
ternances de sécheresse et d’humidité et également
du point de vue de l’usure ou de l’effacement des
6.2 Résistance in situ
graduations. II doit avoir un coefficient de dilatation
faible à la température et à l’humidité, proportionnel
Les appareils doivent résister à des températures al-
au degré de précision exigé.
lant de - 50 “C à + 60 “C et à des humidités relatives
de 100 % (sans condensation) en condition de non-
7.1.3 Graduation
fonctionnement.
7.1.3.1 Les graduations doivent être marquées de
6.3 Résistance durant le transport et le
façon claire et permanente directement sur une sur-
stockage
face lisse ou sur une planche limnimétrique. Les chif-
fres doivent être lisibles et placés de telle sorte qu’il
Les appareils doivent résister à des températures al-
n’y ait aucune ambiguïté possible. Un exemple type
lant de - 50 “C à + 60 “C et à des humidités relatives
est présenté à la figure 1.
de 100 % (sans condensation) en condition de non-
fonctionnement. Les appareils doivent pouvoir résis-
7.1.3.2 Les graduations d’une échelle inclinée peu-
ter aux vibrations et aux chocs se produisant
vent être portées directement sur une surface lisse
généralement au cours d’un transport.
ou sur une planche limnimétrique, comme décrit en
7.1.3.1, ou sur une plaque fabriquée spécialement
7 Indicateurs limnimétriques à lecture
pour une pente donnée. II est souhaitable que
l’échelle limnimétrique inclinée soit étalonnée in situ,
directe
par un nivelage précis par rapport au repère de nivel-
lement de la station.
Les appareils limnimétriques peuvent déterminer le
niveau d’eau directement ou indirectement. Les ap-
7.1.3.3 Les plaques limnimétriques doivent être fa-
pareils de mesure fixes ou mobiles, comme les
échelles limnimétriques verticales ou inclinées, les briquées en longueurs appropriées, généralement de
pointes et les sondes limnimétriques sont des indica- 1 m, la largeur de l’échelle couvrant au moins
50 mm.
teurs à lecture directe. La caractéristique principale
de ce groupe d’indicateurs est que la mesure peut se
faire directement en unités de longueur sans facteur 7.1.3.4 Les graduations de l’échelle doivent permet-
de conversion intermédiaire. Ces appareils servent tre des mesures en multiples du millimètre. La plus
souvent d’indicateurs de référence pour régler un en- petite graduation doit dépendre de la précision re-
registreur de niveau. quise, mais elle peut correspondre à 10 mm.
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 4373: 1995(F)
Plaque amovible pour les chiffres de la graduation
Figure 1 - Détails typiques d’une échelle graduée verticale
7.1.3.5 Les repères des subdivisions doivent avoir ce point. Si possible, elle ne devrait pas être placée là
une précision de + 0,5 mm. L’erreur cumulée ne doit où l’eau présente une turbulence, ni là où elle pourrait
pas excéder 0,l % ou 0,5 mm, en prenant la plus pe-
être entraînée par le courant. Les culées ou les piles
tite des deux valeurs. de pont ne sont pas, en général, des emplacements
convenables. Quel que soit l’endroit où est placée
l’échelle, il faut qu’elle soit immédiatement et com-
7.1.4 Installation et emploi
modément accessible de façon que l’observateur
puisse faire les mesures le plus près possible du ni-
7.1.4.1 Généralités
veau de ses yeux. La planche ou la plaque
limnimétrique doit être fixée solidement à son sup-
L’échelle limnimétrique doit, de préférence, être pla-
port, mais elle doit pouvoir être enlevée pour l’entre-
cée au bord du cours d’eau de manière à permettre
tien ou le réglage. Les bords de la planche
une mesure directe du niveau. En cas de difficultés
limnimétrique doivent être protégés.
en raison de turbulences excessives, de vent ou
d’accès impossible, la mesure peut être faite dans
7.1.4.2 Échelles limnimétriques verticales
une baie ou dans un puits de mesurage approprié(e)
où l’action des vagues est amortie et où le niveau
Le support le plus approprié d’une échelle
d’eau suit les fluctuations du niveau du cours d’eau.
Iimnimétrique verticale est la surface d’une paroi ver-
Cette condition est réalisée grâce à une conception
ticale, ou presque verticale, parallèle au sens de
et à un emplacement appropriés des entrées aux
l’écoulement. La planche limnimétrique, ou son sup-
puits de mesurage (voir annexe A).
port, doit être fixée à cette surface de manière à pré-
II convient de placer l’échelle aussi près que possible senter une face verticale apte à recevoir les
de la section de mesurage sans affecter le régime en graduations. La planche limnimétrique et son support
3
---------------------- Page: 7 ----------------------
0 ISO
ISO 4373: 1995(F)
doivent être solidement fixés à la paroi. Les échelles duée en mètres, dans un sens croissant et du haut
limnimétriques peuvent être fixées à des pieux, soit vers le bas.
enfoncés dans le lit ou les rives de la rivière, soit
La mesure se fait en approchant la tige de l’appareil
noyés dans du béton afin de ne pas s’enfoncer, ni
de la surface de l’eau et en détectant le moment où
bouger, ni être arrachés. Dans tous les cas, l’ancrage
la pointe touche la surface libre, comme si on essayait
doit s’enfoncer dans le sol au-dessous de la zone af-
d’en ((percer la surface)). Le positionnement de la
fectée par le gel. Pour éviter l’effet de la vitesse
pointe exactement à la surface de l’eau peut être fa-
d’écoulement risquant d’empêcher des mesures de
cilité par des dispositifs électriques, visuels (diodes
précision, le pieu peut être façonné de telle sorte qu’il
électroluminescentes) et/ou ultrasoniques (avertisseur
présente au courant un profil hydrodynamique en
sonore).
amont et en aval; l’échelle peut également être placée
dans une baie où elle ne sera pas exposée à la force
L’avantage des pointes limnimétriques est leur grande
du courant. Lorsque l’amplitude des niveaux d’eau
précision de mesure; leur inconvénient est leur faible
dépasse l’amplitude de mesure d’une seule échelle
amplitude de mesure, généralement de l’ordre de
limnimétrique verticale, d’autres tronçons peuvent
1 m. Cet inconvénient peut, toutefois, être compensé
être ajoutés dans l’axe de la section perpendiculaire
par l’installation d’une série d’échelles limnimétriques
au sens de l’écoulement.
à différents niveaux.
7.1.4.3 Échelles limnimétriques inclinées
7.2.2 Caractéristiques fonctionnelles
Les échelles limnimétriques inclinées doivent être
7.2.2.1 L’installation d’une pointe limnimétrique
installées de manière à suivre le contour de la berge
droite ou recourbée doit permettre de mesurer le ni-
de la rivière. Ce contour doit permettre l’installation
veau d’eau à n’importe quelle hauteur entre le niveau
d’une échelle inclinée à une seule pente; il est sou-
minimal et le niveau maximal prévus, et même au-
vent nécessaire, toutefois, de construire l’échelle en
delà.
plusieurs tronçons, chacun de pente différente. Les
conditions générales d’installation de 7.1.4.1 demeu-
rent, pour le reste, applicables.
7.2.2.2 L’endroit où la pointe touche la surface libre
du liquide doit être bien éclairé. Dans le cas contraire,
on doit utiliser des indicateurs limnimétriques à lec-
ture électronique.
7.2 Pointes limnimétriques
7.2.2.3 La pointe droite ou recourbée doit être en
métal suffisamment résistant pour supporter les
7.2.1 Généralités
contraintes de transport et d’emploi in situ. L’extré-
mité de la pointe doit être conique et se terminer en
Les pointes limnimétriques sont des appareils consti-
formant un angle aigu d’environ 60” dont le sommet
tués d’une tige se terminant par une pointe et d’un
doit être arrondi à un rayon d’environ 0,25 mm (voir
moyen de détermination de la position verticale
figure 3).
exacte de la pointe de la tige par rapport à un repère
de référence. Les pointes limnimétriques sont de
deux sortes: 7.2.3 Matériau
a) les pointes limnimétriques droites dont la
La pointe limnimétrique droite ou recourbée et les
pointe s’approche de la surface de l’eau, par le
pièces auxiliaires doivent être fabriquées dans un
haut; et
matériau durable, résistant à la corrosion.
b) les pointes limnimétriques recourbées dont la
7.2.4 Graduation
pointe, immergée, s’approche de la surface de
l’eau, par le bas (voir figure 2).
La graduation d’une pointe limnimétrique droite ou
La position verticale peut être déterminée par une recourbée doit se faire en millimètres. Elle doit être
échelle graduée, un ruban et un vernier ou un dispo- claire et précise. Un vernier ou une tête micrométri-
sitif de détection électronique de déplacement linéaire
que peut être ajouté(e) pour atteindre une précision
associé à un afficheur digital similaire à ceux des mi-
de 0,i mm, mais une telle précision n’est exigée
cromètres numériques. L’échelle est mobile et gra-
normalement que pour les mesures en laboratoire.
4
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 4373: 1995(F)
-
/-- Bloc de réglage
f
+
.
P
.
1
.
J
1
\ Index de pointage
et Vernier
/----- Échelle graduée
- Piéce de support intermédiaire
I
+
\
+/T
T
t
- Colonne de support de l’échelle
Tige en laiton
‘~
I
- Plaque de fond
.
. Guide-support du bas
I
4
.
.
f #
/’
/
(
I
I
‘L
c -- -_
ou recourbée
Pointe droite /
Figure 2 -
Disposition des pointes liminimétriques droite et recourbée
5
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 4373: 1995(F)
60”
être b moins
Rayon de l’arrondi
de tout point
0,25 mm
l’arrondi
Rayon de
0,25 mm
Figure 3 - Détail de l’extrémité des pointes limnimétriques droite et recourbée
7.2.5 Installation et emploi 7.2.5.4 Si différentes plaques de nivellement ou dif-
férentes potences doivent être installées à différents
niveaux, il est préférable qu’elles soient toutes si-
tuées dans l’axe d’une même section transversale,
7.2.5.1 La pointe limnimétrique droite ou recourbée
perpendiculaire au sens de l’écoulement. En cas
peut être montée au-dessus de l’eau, par un montage
d’impossibilité, et s’il faut échelonner les pointes,
fixé au bord du cours d’eau si les conditions le per-
toutes doivent se situer à moins de 1 m de part et
mettent. Sinon, en cas de turbulences, à cause du
d’autre de l’axe de la section transversale.
vent ou de difficultés d’accès, elle peut être installée
dans une baie ou dans un puits de mesurage adéquat.
7.2.5.5 Les plaques de nivellement et les potences
doivent être montées sur des fondations solides
s’enfonçant au-dessous de la ligne de la profondeur
7.2.5.2 La pointe limnimétrique droite ou recourbée
doit être installée aussi près que possible de la sec- de gel.
tion de mesurage du niveau et doit être commodé-
ment accessible pour l’observateur.
7.2.5.6 La cote de la plaque de nivellement, qui
fournit la référence servant à déterminer le niveau de
la surface d’eau libre, doit être établie avec le plus
7.2.5.3 La pointe limnimétrique ne doit pas être ins- grand soin. Elle doit être vérifiée par rapport au repère
tallée dans un endroit où la surface de l’eau est per- du nivellement de la station au moins une fois par an.
turbée par des turbulences, par le vent ou par la La tolérance relative au report du repère de nivel-
marée. Le voisinage de culées ou de piles de pont
lement de la station sur chaque plaque de nivellement
n’est généralement pas un endroit approprié. ne doit pas dépasser -+ 1,O mm.
-
6
---------------------- Page: 10 ----------------------
0 ISO
ISO 4373:1995(F)
7.3.3 Graduation
7.3 Limnimètres à flotteur
Un limnimètre à flotteur doit être gradué en millimè-
7.3.1 Généralités tres. Les graduations doivent être claires et précises.
Le limnimètre à flotteur est principalement utilisé
7.4 Sondes limnimétriques
comme limnimètre de référence interne dans les
mesures de niveau d’eau. Un limnimètre à flotteur
type est composé, par exemple, d’un flotteur se dé-
7.4.1 Généralités
plaçant dans un puits de mesurage, d’un ruban d’acier
gradué, d’un contrepoids, d’une poulie et d’un index.
Une sonde limnimétrique type comporte un tambour
La périphérie de la poulie du flotteur comporte une
sur lequel vient s’enrouler une seule couche de câble,
rainure où vient se loger le ruban. Elle est montée sur
un poids en bronze attaché à une extrémité du câble,
un support. Le ruban est fixé au bord supérieur du
un disque gradué et un compteur, le tout enfermé
flotteur et coulisse librement sur la poulie, dans l’abri
dans un boîtier de protection (voir figure4). Le disque
du limnimètre se trouvant au-dessus du puits. II est
est gradué et relié en permanence au compteur et à
maintenu tendu au moyen d’un contrepoids placé sur
l’arbre du tambour. Le câble est guidé sur le tambour
son extrémité libre, ou par un ressort. De cette façon,
par une poulie à gorge. Le dévidoir doit être muni d’un
le flotteur suit les variations du niveau et positionne
système à cliquet et rocher maintenant le poids à la
le ruban par rapport à un index. Un limnimètre à flot-
hauteur désirée. La sonde doit être réglée de telle
teur peut aussi être associé directement à un enre-
sorte que, lorsque la partie inférieure du poids se
gistreur de niveau d’eau. Un tel usage est toutefois
trouve à la surface de l’eau, le niveau soit indiqué par
déconseillé, sauf si l’enregistreur peut disposer d’un
lecture combinée du compteur et du disque gradué.
autre limnimètre de référence totalement indépen-
dant.
7.4.2 Caractéristiques fonctionnelles
Une sonde limnimétrique doit permettre une mesure
7.3.2 Caractéristiques fonctionnelles
à n’importe quel niveau pouvant être prévu.
7.3.2.1 Un Iimnimètre à flotteur permet de mesurer
7.4.3 Matériau
le niveau à toutes les hauteurs comprises entre le ni-
veau minimal et le niveau maximal prévus, et même
La sonde doit être faite dans un matériau durable, ré-
au-delà.
sistant à la corrosion.
Les dimensions du flotteur et du contrepoids
7.3.2.2
7.4.4 Graduation
ainsi que la qualité des éléments mécaniques de lec-
ture à distance doivent être choisies de- manière à
Les sondes limnimétriques doivent être graduées en
garantir une précision et une fiabilité des mesures
millimètres.
suffisamment élevées. L’article 10 de la présente
Norme internationale traite des erreurs sur les appa-
reils à flotteur.
7.4.5 Installation et emploi
7.4.5.1 La sonde limnimétrique peut être utilisée
7.3.2.3 Le flotteur doit être fabriqué dans un maté-
comme limnimètre de référence externe là où les au-
riau durable, résistant à la corrosion et imputrescible.
tres limnimètres de même type sont difficiles à utili-
II doit être étanche et bien fonctionner verticalement.
ser. Elle est généralement installée chaque fois qu’un
Sa masse volumique ne doit pas varier notablement.
pont ou tout autre construction surplombe l’eau.
7.3.2.4 Le flotteur doit être vérifié à intervalles fré-
7.4.5.2 La sonde doit être installée dans un endroit
quents pour s’assurer qu’il flotte convenablement. On
où la surface de l’eau n’est pas perturbée par des
veillera également à ce que le ruban ne s’entortille pas
turbulences, le vent ou la marée.
et ne se salisse pas, et on vérifiera que le niveau in-
diqué corresponde bien au niveau du cours d’eau. II
est enfin conseillé d’éviter soigneusement de faire 7.4.5.3 La hauteur de la barre de vérification de la
racler le flotteur contre les bords du puits ou contre sonde limnimétrique doit être contrôlée fréquemment
d’autres objets. pour s’assurer qu’elle est juste.
7
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ISO 4373:1995(F)
Compteur
Tambour porte-câble
m--
m--
F
=f
1
I
1
-m-
w-- d
t
Disque gradué
Barre de réglage -
Figure 4 - Sonde limnimétrique
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0 ISO ISO 4373:1995(F)
7.5 Limnimètres à maximum
8 Indicateurs limnimétriques à lecture
. indirecte
Les limnimètres à maximum sont utilisés pour mesu-
rer les valeurs extrêmes des niveaux relevés à des
Par indicateurs limnimétriques à lecture indirecte, on
endroits déterminés et sur une période de temps
entend les appareils qui convertissent un signal de
donnée, ou à partir du moment où le Iimnimètre est
pression, un signal électrique ou ultrasonique, ou tout
remis en service. Le Iimnimètre est généralement
autre signal en une grandeur proportionnelle au niveau
composé d’un tube vertical contenant un flotteur ou
d’eau. Parmi les indicateurs à lecture indirecte exis-
une substance flottante (telle que des déchets de
tants, les plus courants sont les indicateurs à pres-
liège). Le bas du tube est perforé pour permettre
sion, tels que les manomètres à mercure, les capteurs
l’entrée de l’eau par une configuration de trous ne
et les servobalances à fléau.
provoquant ni abaissement ni remontée de la surface
de l’eau. Le sommet du tube doit contenir une prise
NOTE 1 Le mercure présentant un danger pour I’envi-
ronnement, l’usage de manomètres à mercure n’est pas
d’air.
autorisé dans certains pays.
Quand l’eau pénètre dans le tube, la substance flot-
tante s’élève; elle adhère au tube quand le niveau
8.1 Manomètres
d’eau descend. Le niveau de crête est déterminé par
la mise à niveau précise du flotteur à partir du poste
Les manomètres sont fréquemment utilisés dans les
de nivellement de la station ou par la lecture d’une
endroits où il serait trop onéreux d’installer des puits
échelle verticale si le Iimnimètre à maximum est fixé.
de mesurage. Ils sont également utilisés dans les
cours d’eau à bancs de sable, car les tuyauteries
d’entrée peuvent être étendues pour suivre le cours
7.6 Limnimètres électriques à ruban
changeant d’un chenal et, en cas d’utilisation d’une
purge d’air, le débit du gaz permet d’empêcher le sa-
Le limnimètre électrique à ruban peut être utilisé pour
ble d’obstruer l’orifice.
détecter le niveau de l’eau dans un puits de mesurage
à partir d’une étagère ou d’une potence de l’abri de
8.1 .l Généralités
l’instrument. II peut être construit de manière similaire
à une sonde limnimétrique, ou disposer d’une bobine
La méthode de détermination du niveau d’eau
contenant un ruban d’acier pouvant être lu direc-
consiste à mesurer la hauteur d’une colonne d’eau par
tement. On enroule le ruban autour de la bobine pour
rapport à un plan de référence déterminé. Ceci peut
le stocker, puis on le descend dans le puits. Un poids
être obtenu indirectement en repérant la pression à
placé à l’extrémité du ruban établit un contact électri-
un point fixe au-dessous de la surface de l’eau, et en
que en refermant un circuit électrique lorsqu’il touche
appliquant ensuite le principe hydrostatique selon le-
l’eau. Un voltmètre, un témoin lumineux ou un aver-
quel la pression d’une colonne de liquide est propor-
tisseur sonore sont utilisés pour signaler à l’opérateur
tionnelle à sa profondeur. Tous les instruments à
que la surface de l’eau a été atteinte. Le poids étant
détecteur de pression doivent disposer d’un système
maintenu dans la position du premier contact avec
d’amortissement des petites oscillations du niveau
l’eau, la lecture du ruban se fait par l’index placé sur
d’eau. Une période d’amortissement de 10 s à 120 s
le cadre-support de la bobine. Le circuit électrique
est habituellement suffisante.
nécessite une batterie et un fil reliant le fond du puits
au cadre de la bobine (voir figure5).
8.1 .l .l Transmission de la pression
7.7 Autres indicateurs limnimétriques à
La méthode de transmission de la pression de la co-
lonne d’eau à l’élément sensible du capteur peut être
lecture directe
directe ou indirecte. Lorsque ce capteur est situé au-
II existe d’autres indicateurs limnimétriques à lecture dessous du point de la colonne d’eau où doit être
directe, par exemple ceux qui détectent le niveau par mesurée la pression, cette pression peut être trans-
une ou plusieurs pointes ou par un petit
...
Questions, Comments and Discussion
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