ISO/TR 11328:1994
(Main)Measurement of liquid flow in open channels — Equipment for the measurement of discharge under ice conditions
Measurement of liquid flow in open channels — Equipment for the measurement of discharge under ice conditions
Concentrates on the specialized equipment required for gaining access through the ice sheet and obtaining area, velocity, and other information for determining the rate of flow under ice. Does not specify techniques for measurement and computation which are dealt with in various International Standards. ISO 9196 specifically deals with the methods for the measurement of flow under ice and this Technical Report is intended to be used with ISO 9196.
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts — Équipement pour le mesurage du débit en présence de glace
General Information
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Standards Content (Sample)
TECHNICAL
IS0
REPORT
TR 11328
First edition
1994-04-I 5 .
Measurement of liquid flow in open
channels - Equipment for the
measurement of discharge under ice
conditions
Mesure de debit des liquides dans /es canaux dkouverts - gquipement
pour le mesurage du debit en pr&ence de g/ace
Reference number
ISO/TR 11328: 1994(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 11328:1994(E)
Page
Contents
1 Scope .
........................................................................................
2 References
..........................................................................................
3 Definitions
.........................................................................................
4 Equipment
...........................................
4.1 Equipment for the velocity-area method
................................................................................
4.2 Dilution methods
.................
4.3 Discharge determination by notches, weirs and flumes.
0 IS0 1994
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
l CH-1211 Geneve 20 l Switzerland
Case Postale 56
Printed in Switzerland
ii
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Q IS0
lSO/TR 11328:1994(E)
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, governmental
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 technical committees is to prepare International Stan-
dards, but in exceptional circumstances a technical committee may pro-
pose the publication of a Technical Report of one of the following types:
- type 1, when the required support cannot be obtained for the publica-
tion of an International Standard, despite repeated efforts;
- type 2, when the subject is still under technical development or where
for any other reason there is the future but not immediate possibility
of an agreement on an International Standard;
- 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 of types 1 and 2 are subject to review within three years
of publication, to decide whether they can be transformed into Inter-
national 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 11328, which is a Technical Report of type 3, was prepared by
Technical Committee lSO/TC 113, Hydrometric determinations, Subcom-
mittee SC 5, Flow measuring instruments and equipment.
. . .
III
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ISO/TR 11328:1994(E)
TECHNICAL REPORT 0 IS0
Equipment
Measurement of liquid .flow in open channels -
for the measurement of discharge under ice .conditions
1 Scope
This Technical Report deals with equipment used to measure water
It does
discharge in rivers and channels under ice conditions.
not specify techniques for measurement and computation which are
IS0 9196
dealt with in various International Standards.
specifically deals with the methods for the measurement of flow
under ice and this Technical Report is intended to be used with
IS0 9196.
The most common technique for determining flow under ice
This
conditions uses a modified form of the velocity-area method.
Technical Report concentrates on the specialized equipment
required for gaining access through the ice sheet and obtaining
velocity, and other information for determining the rate of
area,
flow under ice.
2 References
IS0 748:1979, Liquid flow measurement in open channels - Velocity
area methods.
IS0 7729988, Liquid flow measurement in open channels -
Vocabulary and symbols.
IS0 1100/1:1981, Liquid flow measurement in open channels - Part
1: Establishment and operation of a gauging station.
Liquid flow measurement in open channels - Part
~so 1100/2: 1982,
2: Determination of the stage-discharge relation.
IS0 2537:1988, Liquid flow measurement in open channels - Cup-type
and propeller-type current meters.
IS0 3454:1983, Liquid flow measurement in open channels - Direct depth sounding and
suspension equipment.
IS0 3455:1976, Liquid flow measurement in open channels -
Calibration of rotating-element current-meters in straight open
tanks.
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0 IS0
ISO/TR 11328:1994(E)
IS0 9196:1992, Liquid flow measurement in open channels - Liquid
flow measurements under ice conditions.
1) Measurement of liquid-flow in open channels - Tracer dilution methods for
IS0 9555-l: -
the measureme&. of steady flow - Part 1: General.
Measurement of liquid flow in open channels -
IS0 9555-2: 1992,
Tracer dilution methods for the measurement of steady flow -
Radioactive tracers.
Part 2:
Measurement of liquid flow in open channels -
IS0 9555-33992,
Tracer dilution methods for the measurement of steady flow -
Part 3: Chemical tracers.
Measurement of liquid flow in open channels -
IS0 9555-4: 1992,
Tracer dilution methods for the measurement of steady flow -
Fluorescent tracers.
Part 4:
3 Definitions
For the purposes of this Technical Report, the definitions given
in IS0 '712 and the following definitions apply.
3.1 anchor ice: An accumulation of spongy or slush ice adhering
to the bottom of a stream.
3.2 frazil ice: Fine spicules or plates of ice suspended in water that are formed. by
supercooling of turbulent water.
3.3 slush ice: A mass of loosely packed anchor ice that has
or frazil ice that floats or accumulates
released from the bottom,
under an ice cover.
An ice sheet formed on the surface of a lake
3.4 surface ice:
also known as ice cover or ice sheet.
or river--
4 Equipment
4.1 Equipment for the velocity-area method
Ice cutting equipment
4.1.1
Winter field conditions require specialized equipment to cut holes
for depth and velocity
through the ice to gain access
observations.
I) To be published.
2
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lSO/TR 11328: 1994(E)
0 IS0
Ice Chisels
4.1.1.1
A variety of ice chisels have been developed for manually cutting
holes through the ice for making current-meter measurements,
removing small amounts of
removing ice from around gage plates,
shore ice during the early stages of freezeup or from weirs and
They are also used to test the safety of ice. Chisels
flumes.
are made in lengths of approximately 1,2 to 1,6 meters, with blade
widths of 70 to 100 mm. A chisel weighing 5 to 6 kg is
Chisels can be either all metal or have a metal
recommended.
The blade should be
cutting blade with a wooden handle.
approximately 75 mm wide and be formed with a flat single tapered
edge. A rrDvv- shaped handle is recommended as it keeps the device
from slipping through the operato2s hands. The chisel cutting
edge should be kept sharp at all times.
4.1.1.2 Manual ice drills
A variety of hand-powered ice drills are available for drilling
holes through the ice to measure depths and obtain velocity
Sizes from about 125 to 200 mm are recommended. Hand-
readings.
powered ice drills tend to become dull very quickly when used in
ice with high sediment content.
4.1.1.3 Power ice drills
A variety of gasoline-powered ice drills are commercially
available that are suitable for drilling holes through ice cover
Most use 2-cycle air-cooled
for measurement of streamflow.
engines of 1 800 to 3 000 watts. A gearbox and centrifugal clutch
should be attached to the engine so that the cutter will turn only
when the engine is accelerated. It is recommended that the
engine, gear train, clutch, gas tank, handles, and controls be
packaged as a unit, referred to as the "powerpack" or "powerhead,"
so that the powerhead can be easily removed from the auger or
drill.
The drill should usually be a flighted rod or tube with a cutter
of various configurations on the cutting end of the assembly. A
drill length of 0,75 m is recommended. Diameters of these
assemblies are usually 150 to 200 mm, but may be as large as 300
Replaceable cutting teeth are recommended as teeth can be
IIUL
easily damaged during most field use.
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ISO/TR 11328: 1.994(E)
4.1.2 Current meters
Cup-type and propeller-type current meters are described in IS0
These types of current meters are frequently used for
2537.
Operation during periods
measurement of velocity under ice cover.
of slush ice may cause the rotating elements to become clogged)
thereby giving inaccurate readings.
An open-vane meter has been adapted from the cup-type meter for
winter work. The larger space between rotator parts was designed
to let slush ice pass through easier. However, the meter performs
poorly at low velocities and is not recommended for velocities
below 0,lS m/s and use of this type meter is generally
discouraged.
All rotating element meters are subject to freezing when moved
Therefore, it is important to move
from one ice hole to the next.
rapidly and in extreme cases, heat the meter with direct heat or
pour hot water over the meter before lowering it into the next
In less extreme cases of meter freeze-up,and.in cases
hole.
where the water is flowing rapidly, the action of the water and
slightly above freezing water temperature will release the ice.
In cases of extremely cold.air temperatures, heated metering sleds
can be used to keep the meter from freezing between holes.
The
user should ascertain that the meter is operating freely before
starting a velocity observation.
4.1.3 Depth-measuring equipment
A variety of rod and cable devices are used to obtain the total
depth of water and thickness of ice, which is necessary to compute
the effective depth of moving water as well as for holding the
current meter in the proper location to obtain velocity
observations.
4.1.3.1 Rods
A variety of wading rods are available for measuring depth a
...
RAPPORT
IS0
TECHNIQUE TR 11328
Premiere édition
1994-04-1 5
Mesure de débit des liquides dans les
canaux découverts - Equipement pour le
mesurage du débit en présence de glace
Measurement of liquid flow in open channels - Equipment for the
measurement of discharge under ice conditions
Numéro de référence
lSO/TR 11 328:1994(F)
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ISO/TR 11328:1994(F)
Page
Sommaire
1 Domaine d'application .
2 Références .
3 Définitions .
4 Equipement .
4.1 Équipement pour la méthode d'exploration du champ des vitesses
4.2 Méthodes de dilution .
4.3 Détermination du débit au moyen de déversoirs à échancrures, de
7
déversoirs et de canaux jaugeurs .
O IS0 1994
Droits de reproduction r&erv&. Aucune parDe de cette publication ne peut etre reproduite
ni utilis& sous quelque forme que œ soit et par aucun pro&%, blectronique ou mhnique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord &rit de I'Miteur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 CH-1 21 1 Genbe 20 Suisse
Imprime en Suisse
II
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0 IS0
ISO/TR 11328:1994(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
etude a le droit de faire partie du comité technique créé 2 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.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes
internationales, mais, exceptionnellement, un comité technique peut pro-
poser la publication d'un rapport technique de l'un des types suivants:
- type 1, lorsque, en dépit de maints efforts, l'accord requis ne peut être
réalisé en faveur de la publication d'une Norme internationale;
- type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de dévelop-
pement technique ou lorsque, pour toute autre raison, la possibilite
d'un accord pour la publication d'une Norme internationale peut être
envisagke pour l'avenir mais pas dans l'immédiat;
- type 3, lorsqu'un comit6 technique a réuni des données de nature dif-
férente de celles qui sont normalement publiées comme Normes
internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur I'etat
de la technique, par exemple).
Les rapports techniques des types 1 et 2 font l'objet d'un nouvel examen
trois ans au plus tard aprks leur publication afin de decider éventuellement
de leur transformation en Normes internationales. Les rapports techniques
du type 3 ne doivent pas nécessairement être rkvisés avant que les don-
nées fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L'ISO/TR 11328, rapport technique du type 3, a été élaboré par le comité
technique ISO/TC 1 13, DBterminations hydromdtriques, sous-comité
SC 5, instruments et Bquipement pour les mesures de dBbit.
...
111
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RAPPORT TECHNIQUE Is0 ISO/TR 11328:1994(F)
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts
- Équipement pour le mesurage du débit en présence de
glace
1 Domaine d'application
Le présent rapport technique traite de I'équipement utilisé pour mesurer le débit des liquides dans les
rivières et les canaux sous conditions de glace. II ne spécifie pas les techniques de mesurage et de
calcul dont s'occupent diverses normes internationales. PISO 91 96 en particulier traite des méthodes
a &re utilisé en
de mesurage du débit sous la glace et le présent rapport technique est destiné
association avec I'ISO 91 96.
La technique la plus courante pour déterminer le débit dans des conditions de glace met en Oeuvre une
variante de la méthode d'exploration du champ des vitesses. Le présent rapport ne traite que de
I'équipement spécial nécessaire pour traverser la couche de glace et calculer la section mouillée, la
vitesse et autres informations utiles à la détermination du débit sous la glace.
2 FiefCrences
IS0 748:1979 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthode
d'exploration du champ des vitesses.
IS0 772:1988 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Vocabulaire
et symboles.
IS0 11 00-1 11 981 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Partie 1 :
Etablissement et exploitation d'une station de jaugeage.
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Partie 2:
IS0 1 100-211 982
Détermination de la relation hauteur-débit.
IS0 2537:1988 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Moulinets à
coupelles ou à hélice.
IS0 3454:1983 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Matériel de
sondage et de suspension pour le mesurage direct de la profondeur.
IS0 3455:1976 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Etalonnage
des moulinets à élément rotatif en bassins découverts rectilignes.
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Mesurage de
IS0 91 96:1992
débit dans des conditions de glace.
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthodes
IS0 9555-1 -')
de dilution en régime permanent utilisant des traceurs -
Partie 1 : Généralités.
l) À publier.
1
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/TR 11328:1994(F)
O IS0
IS0 9555-211 992 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthodes de
dilution en régime permanent utilisant des traceurs - Partie 2 : Traceurs
radioactifs.
IS0 9555-311 992 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthodes de
dilution en régime permanent utilisant des traceurs - Partie 3 : Traceurs
chimiques.
IS0 9555-411 992 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthodes de
dilution en régime permanent utilisant des traceurs - Partie 4 : Traceurs
fluorescents.
3 Dkfinitions
Pour les besoins du présent rapport technique, les définitions données dans I'ISO 772 et les définitions
suivantes s'appliquent.
3.1
glace de fond : Accumulation de glace spongieuse ou boueuse, qui adhère au fond du lit d'un
cours d'eau.
3.2 sorbet : Fines aiguilles ou lamelles de glace suspendues dans l'eau qui se forment par la
surfusion de l'eau très agitée.
3.3 glace boueuse : Bloc de glace qui s'est détaché du fond, ou sorbet flottant ou accumulé sous
une couverture de glace.
3.4 glace superficielle : Plaque de glace formée à la surface d'un lac ou d'une rivière -- désignée
également sous le nom de couverture ou plaque de glace.
4 Equipement
4.1 Equipement pour la methode d'exploration du champ des vitesses
4.1.1 Equipement pour casser la glace
Les conditions hivernales nécessitent un équipement spécial pour creuser des trous dans la glace afin
de permettre des observations des profondeurs et des vitesses.
4.7.7.7 Ciseaux à glace
Divers ciseaux à glace ont été développés pour creuser des trous manuellement dans la glace afin
d'effectuer des mesurages au moulinet, enlever la glace autour des plaques limnimétriques et retirer de
petites quantités de glace du rivage au début de la prise en glace ou des déversoirs et canaux
jaugeurs. On les utilise également pour tester la sécurité de la glace. Les ciseaux font environ 1,2 à
1,6 mètres de long, avec des lames de 70 à 100 mm de large. On recommande un ciseau pesant de
5 à 6 kg. Ils peuvent être entièrement en métal ou avoir une lame en métal avec un manche en bois.
La lame doit approximativement avoir 75 mm de large et être usinée avec une arête plate à un seul
biseau. Un manche en "D" est recommandé car il évite que l'appareil ne glisse des mains de
l'opérateur. L'extrémité tranchante du ciseau doit toujours être bien aiguisée.
2
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O IS0 ISO/TR 11328:1994(F)
4.1.1.2 Forets à glace manuels
Divers forets à glace manuels sont disponibles pour percer des trous dans la glace afin de mesurer les
profondeurs et d'obtenir des relevés des vitesses. Les tailles recommandées vont de 125 à 200 mm
environ. Les forets à glace manuels ont tendance à s'émousser très rapidement lorsqu'ils sont utilisés
dans de la glace présentant une forte teneur en sédiments.
4.1.1.3 Forets à glace mécaniques
Divers forets à glace à essence sont commercialises et conviennent pour percer des trous dans la
couverture de glace pour le mesurage du débit. La plupart utilisent des moteurs 2 temps à
refroidissement par air de 1 800 à 3 O00 watts. Une boîte de vitesses et un embrayage centrifuge sont
indispensables afin que la mèche ne soit en rotation que moteur accéléré. On recommande de grouper
moteur, engrenage, embrayage, réservoir, manettes et commandes en une seule unité désignée sous
le nom de "bloc d'alimentation" ou "tête d'alimentation" que l'on pourra facilement retirer du foret.
Le foret sera généralement une perche ou un tube à ailettes muni d'une mèche ayant des
configurations diverses côté coupant de l'assemblage. On recommande un foret de 0,75 m de long. Le
diamètre de ces assemblages est généralement de 150 à 200 mm mais peut atteindre 300 mm. On
recommande d'utiliser des dents interchangeables car elles peuvent être facilement endommagées au
cours de la plupart des utilisations sur site.
4.1.2 Moulinets
L'ISO 2537 décrit les moulinets à coupelles et à hélice. Ces types de moulinets sont fréquemment
utilisés pour mesurer la vitesse sous une couverture de glace. Le fonctionnement dans la glace
boueuse peut entrainer l'obstruction des déments rotatifs rendant ainsi les lectures inexactes.
Pour l'hiver, on a transformé le moulinet à coupelles en moulinet à ailette ouverte. L'élargissement de
l'espace entre les parties rotatives a été conçu pour faciliter le passage de la boue. Le moulinet est
toutefois peu performant à faible vitesse et n'est pas recommandé pour des vitesses inférieures à
0,15 m/s. De façon générale, l'utilisation de ce type de moulinet est par ailleurs déconseillée.
à élément rotatif sont susceptibles de se prendre en glace lorsqu'ils passent d'un
Tous les moulinets
trou de glace dans le suivant. II est donc important de les déplacer rapidement et, dans les cas
extrêmes, de chauffer directement le moulinet ou de verser de l'eau chaude dessus avant de l'abaisser
dans le trou suivant. Dans les cas moins extrêmes et lors d'un écoulement rapide, l'action de l'eau et
de sa température légèrement au-dessus du point de congélation libérera la glace. Si la température
de l'air est extrêmement froide, on peut utiliser des dispositifs chauffés pour empêcher le moulinet de
se congeler entre les trous. II convient que l'utilisateur s'assure que le moulinet fonctionne
normalement avant d'entamer une observation des vitesses.
4.1.3 Equipement de mesurage de la profondeur
On utilise divers systèmes de perche et de câble pour mesurer la profondeur totale de l'eau et
I'épaisseur de la glace, nécessaires pour calculer la profondeur effective de l'eau qui s'écoule ainsi que
pour maintenir le moulinet à l'emplacement approprié pour les observations des vitesses.
3
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 11328:1994(F) O IS0
4.1.3.1 Perches
Diverses perches supports sont disponibles pour mesurer la profondeur et maintenir les moulinets. La
plage de teurs diamètres va de 1
...
RAPPORT
Iso
TECHNIQUE TR 11328
Première édition
1994-04-I 5
Mesure de débit des liquides dans les
- Equipement pour le
canaux découverts
mesurage du débit en présence de glace
Measurement of liquid flow in open channels - Equipmen t for the
measurement of discharge under ice conditions
Numéro de référence
ISO/TR 11328: 1994(F)
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ISO/TR 11328:1994(F)
Page
Sommaire
.......................................................................
1 Domaine d’application
2 Références .
Définitions .
3
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Équipement
4.1 Équipement pour la méthode d’exploration du champ des vitesses
4.2 Méthodes de dilution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Détermination du débit au moyen de déversoirs à échancrures, de
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
déversoirs et de canaux jaugeurs
0 ISO 1994
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
Droits de reproduction r&erv&.
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 krit de Miteur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-121 1 Genéve 20 l Suisse
Imprime en Suisse
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0 ISO
ISO/TR 11328:1994(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 comite membre intéressé par une
etude a le droit de faire partie du comité technique cree 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.
La tâche principale des comités techniques est d’elaborer les Normes
internationales, mais, exceptionnellement, un comite technique peut pro-
poser la publication d’un rapport technique de l’un des types suivants:
- type 1, lorsque, en dépit de maints efforts, l’accord requis ne peut être
realisé en faveur de la publication d’une Norme internationale;
- type 2, lorsque le sujet en question est encore en cours de dévelop-
pement technique ou lorsque, pour toute autre raison, la possibilité
d’un accord pour la publication d’une Norme internationale peut être
envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat;
- type 3, lorsqu’un comite technique a reuni des donnees de nature dif-
férente de celles qui sont normalement publiées comme Normes
internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état
de la technique, par exemple).
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 transformation en Normes internationales. Les rapports techniques
du type 3 ne doivent pas necessairement être révisés avant que les don-
nées fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L’ISO/TR 11328, rapport technique du type 3, a été elaboré par le comite
technique lSO/TC 113, Déterminations hydrométriques, sous-comité
SC 5, Instruments et équipement pour les mesures de dbbit.
. . .
III
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Page blanche
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ISOJTR 11328:1994(F)
RAPPORT TECHNIQUE @ ‘SO
Mesure de débit des. liquides. dans. les. canaux découverts.
- Équipement pour le mesurage du débit en présence de
glace
1 Domaine d’application
Le présent rapport technique traite de l’équipement utilisé pour mesurer le débit des liquides dans les
rivières et les canaux sous conditions de glace. II ne spécifie pas les techniques de mesurage et de
calcul dont s’occupent diverses normes internationales. LIS0 9196 en particulier traite des méthodes
de mesurage du débit sous la glace et le présent rapport technique est destiné à être utilisé en
association avec I’ISO 9196.
La technique la plus courante pour déterminer le débit dans des conditions de glace met en œuvre une
variante de la méthode d’exploration du champ des vitesses. Le présent rapport ne traite que de
l’équipement spécial nécessaire pour traverser la couche de glace et calculer la section mouillée, la
vitesse et autres informations utiles à la détermination du débit sous la glace.
2 Références
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthode
d’exploration du champ des vitesses.
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Vocabulaire
ISO 772:1988
et symboles.
ISO 1100-l :1981 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Partie 1 :
Etablissement et exploitation d’une station de jaugeage.
ISO 11 OO-2:1982 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Partie 2:
Détermination de la relation hauteur-débit.
ISO 2537:1988 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Moulinets à
coupelles ou à hélice.
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Matériel de
ISO 3454:1983
sondage et de suspension pour le mesurage direct de la profondeur.
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Etalonnage
ISO 3455:1976
des moulinets à élément rotatif en bassins découverts rectilignes.
ISO 9196:1992 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Mesurage de
débit dans des conditions de glace.
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthodes
de dilution en régime permanent utilisant des traceurs -
Partie 1 : Généralités.
l) À publier.
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ISO/TR 11328: 1994(F) 0 IS(
ISO 95552:1992 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthodes de
dilution en régime permanent utilisant des traceurs - Partie 2 : Traceurs
radioactifs.
ISO 9555-3:1992 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthodes de
dilution en régime permanent utilisant des traceurs - Partie 3 : Traceurs
chimiques.
ISO 9555-4: 1992 Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthodes de
dilution en régime permanent utilisant des traceurs - Partie 4 : Traceurs
fluorescents.
Définitions
3
Pour les besoins du présent rapport technique, les définitions données dans I’ISO 772 et les définitions
suivantes s’appliquent.
31 glace de fond : Accumulation de glace spongieuse ou boueuse, qui adhère au fond du lit d’un
cours d’eau.
32 sorbet : Fines aiguilles ou lamelles de glace suspendues dans l’eau qui se forment par la
surfusion de l’eau très agitée.
33 glace boueuse : Bloc de glace qui s’est détaché du fond, ou sorbet flottant ou accumulé sous
une couverture de glace.
34 glace superficielle : Plaque de glace formée à la surface d’un lac ou d’une rivière -- désignée
également sous le nom de couverture ou plaque de glace.
.
4 Equipement
41 . Equipement pour la méthode d’exploration du champ des vitesses
4.1 .l Equipement pour casser la glace
Les conditions hivernales nécessitent un équipement spécial pour creuser des trous dans la glace afin
de permettre des observations des profondeurs et des vitesses.
4.1.1.1 Ciseaux à glace
Divers ciseaux à glace ont été développés pour creuser des trous manuellement dans la glace afin
d’effectuer des mesurages au moulinet, enlever la glace autour des plaques limnimétriques et retirer de
petites quantités de glace du rivage au début de la prise en glace ou des déversoirs et canaux
jaugeurs. On les utilise également pour tester la sécurité de la glace. Les ciseaux font environ 1,2 à
1,6 mètres de long, avec des lames de 70 à 100 mm de large. On recommande un ciseau pesant de
5 à 6 kg. Ils peuvent être entièrement en métal ou avoir une lame en métal avec un manche en bois.
La lame doit approximativement avoir 75 mm de large et être usinée avec une arête plate à un seul
biseau. Un manche en “D” est recommandé car il évite que l’appareil ne glisse des mains de
l’opérateur. L’extrémité tranchante du ciseau doit toujours être bien aiguisée.
2
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0 ISO ISO/TR 11328: 1994(F)
4.1.1.2 Forets à glace manuels
Divers forets à glace manuels sont disponibles pour percer des trous dans la glace,.afin de mesurer les
profondeurs et d’obtenir des relevés des vitesses. Les tailles recommandées vont de 125 à 200 mm
environ. Les forets à glace manuels ont tendance à s’émousser très rapidement lorsqu’ils sont utilisés
dans de la glace présentant une forte teneur en sédiments.
4.1.1.3 Forets à glace mécaniques
Divers forets à glace à essence sont commercialisés et conviennent pour percer des trous dans la
couverture d.e glace pour le mesurage du débit. La plupart utilisent des moteurs 2,temps à
refroidissement par air de 1 800 à 3 000 watts Une boîte de vitesses et un embrayage centrifuge sont
indispensables afin que la mèche ne-soit en rotation que moteur accéléré. On recommande de grouper
moteur, engrenage, embrayage, réservoir, manettes et commandes en une seule unité désignée sous
le nom de “bloc d’alimentation” ou “tête d’alimentation” que l’on pourra facilement retirer du foret.
Le foret sera généralement une perche ou un tube à ailettes muni d’une mèche ayant des
configurations diverses côté coupant de l’assemblage. On recommande un foret de 0,75 m de long. Le
diamètre de ces assemblages est généralement de 150 à 200 mm mais peut atteindre 300 mm. On
recommande d’utiliser des dents interchangeables car elles peuvent être facilement endommagées au
cours de la plupart des utilisations sur site.
4.1.2 Moulinets
L’ISO 2537 décrit les moulinets à coupelles et à hélice. Ces types de moulinets sont fréquemment
utilisés pour mesurer la vitesse sous une couverture de glace. Le fonctionnement dans la glace
boueuse peut entraîner l’obstruction des éléments rotatifs rendant ainsi les lectures inexactes.
Pour l’hiver, on a transformé le moulinet à coupelles en moulinet à ailette ouverte. ‘L’élargissement d-e
l’espace entre les parties rotatives-a été conçu pour faciliter le passage de la boue. Le moulinet est
toutefois peu performant à faible vitesse et n’est pas recommandé pour des vitesses inférieures à
0,15 mk. De façon générale, l’utilisation de ce type de moulinet est par ailleurs déconseillée.
Tous les moulinets à élément rotatif sont susceptibles de se prendre en .glace lorsqu’ils passent d’un
trou de glace dans le suivant. II est donc important de les déplacer rapidement et, dans les cas
extrêmes, de chauffer directement le moulinet oude verser de l’eau chaude dessus avant de l’abaisser
dans le trou suivant. Dans les cas moins extrêmes et lors d’un écoulement rapide, l’action de l’eau et
de sa température légèrement au-dessus du point de congélation libérera la glace. Si la température
de I’.air est extrêmement froide, on peut utiliser des dispositifs chauffés pour empêcher le moulinet de
se congeler entre les trous. II convient que l’utilisateur s’assure que le moulinet fonctionne
normalement avant d’entamer une observationdes vitesses.
4.1.3
Equipement -de mesurage de la profondeur
On utilise divers systèmes de perche et de câble pour mesurer la profondeur totale de l’eau et
l’épaisseur de la glace, nécessaires pour calculer la profondeur effective de l’eau qui s’écoule ainsi que
pour maintenir le moulinet à l’emplacement approprié pour les observations des vitesses.
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ISO/TR 11328:1994(F)
4.7.3.7 Perches
D
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Questions, Comments and Discussion
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