Paramétrage des équations de déversoir à encoche en V pour la surveillance du débit dans un ouvrage de régulation de drainage

Résumé

Ce protocole décrit les méthodes d’obtention des coefficients d’équation d’écoulement de déversoir pour un déversoir à encoche en V à l’intérieur d’un ouvrage de contrôle de drainage à l’aide (1) d’une procédure d’étalonnage en laboratoire et (2) d’un outil en ligne, le « Weir Flow Equation Coefficients Calculator », mis au point par les auteurs. Ces méthodes s’appliquent aux écoulements contenus dans l’encoche en V et aux écoulements de débordement.

Résumé

Une estimation précise du débit de drainage (débit ou volume d’eau par unité de temps) est essentielle pour calculer les charges de nutriments déversées dans les eaux de surface et évaluer le rendement des pratiques de conservation en bordure de champ. Pour déterminer les débits de drainage, il faut surveiller la tête d’un ouvrage de contrôle du drainage et appliquer une équation appropriée pour le déversoir installé dans la structure. Des études antérieures qui ont permis d’élaborer des équations calibrées pour les déversoirs dans les structures de régulation ont produit des équations différentes (c.-à-d. des coefficients d’équation d’écoulement de déversoirs différents) pour le même type de déversoir et la même taille de structure de contrôle. Cette étude décrit les procédures à suivre pour mettre en place des mesures expérimentales du débit d’eau et de la hauteur de chute dans un ouvrage de contrôle du drainage et pour élaborer une équation de déversoir pour les débits contenus dans un déversoir à encoche en V. De plus, la procédure d’obtention d’une équation de déversoir pour les débits de débordement - lorsque le niveau d’eau dépasse le sommet du déversoir à encoche en V - est décrite. Ce processus implique l’utilisation de l’équation du déversoir développée en laboratoire pour un déversoir à encoche en V et d’un outil en ligne, le « Weir Flow Equation Coefficients Calculator », mis au point par les auteurs. L’outil en ligne peut également générer des coefficients d’équation d’écoulement de déversoir pour les débits contenus dans l’encoche en V et les débits excédentaires à travers différentes tailles de structures de contrôle de l’eau Agri Drain, même lorsque les utilisateurs n’ont pas de débit spécifique au site vs. relation de tête.

Introduction

Pour évaluer le rendement des pratiques de conservation en bordure de champ qui réduisent les pertes d’éléments nutritifs provenant de l’eau de drainage souterraine (zones tampons saturées, bioréacteurs et gestion de l’eau de drainage), il est important de déterminer avec précision le débit de drainage et les concentrations d’éléments nutritifs. Il existe des méthodes normalisées pour déterminer avec précision les concentrations d’éléments nutritifs (p. ex., nitrate), comme les méthodes de laboratoire à partir d’échantillons d’eau¹ ou les capteurs pour la surveillance continue des éléments nutritifs ^2,3

Protocole

Les détails des consommables et de l’équipement utilisés dans cette étude sont énumérés dans la table des matériaux.

1. Obtention des coefficients de l’équation d’écoulement du déversoir pour les écoulements contenus dans l’encoche en V par étalonnage en laboratoire dans un ouvrage de contrôle de drainage

1. Mise en place de l’ouvrage de régulation du drainage pour une expérience d’étalonnage
   1. Raccordez la section d’entrée de la structure de commande à l’ensemble de pompe (composé d’une pompe, d’un débitmètre et des tuyaux, raccords et vannes nécessaires) ....

Résultats

L’étalonnage d’un déversoir en V à 45° en acier inoxydable a été effectué dans des structures de contrôle Agri Drain de 15 cm (6 po), 20 cm (8 po) et 30 cm (12 po) pour les débits contenus dans l’encoche^{en V 11}. Les valeurs mesurées des débits et des hauteurs de chute ainsi que les équations de déversoir obtenues en ajustant une fonction de puissance (équation 1) aux données mesurées pour les écoulements contenus dans l’encoche en V, comme décrit dans le protocole, sont présentées.......

Discussion

Le protocole (étape 1) décrit une méthode d’élaboration d’une équation d’étalonnage pour un déversoir à encoche en V de 45° dans un ouvrage de contrôle de drainage Agri Drain. Cependant, la méthode peut être adaptée pour développer des équations d’étalonnage pour différents types de déversoirs, tels qu’un déversoir rectangulaire, un déversoir trapézoïdal ou un déversoir à encoche en V avec différents angles dans n’importe quelle structure de contrôle de drainage. Au cours de la procédure.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Débitmètre	Banjo Corp	MFM300	Débitmètre électromagnétique, précision de ± ; 2-3 % pour des débits compris entre 0,88 et 42,3 L.s-1 (14 à 670 gpm), et plage de température de fonctionnement de -12 à 54 ° ; C
Tuyaux et raccords	S.O.	S.O	. La longueur du tuyau et les raccords doivent être aussi longs que nécessaires, mais doivent satisfaire aux exigences minimales en amont et en aval du débitmètre, conformément aux recommandations du fabricant.
Pompe	US Motors	15706017-100	Modèle 15411 60 HP 3 Phase VFD entraînée  ;
Batardeaux	Agri Drain	700320 (poutrelle de 5 po), 700321 (poutrelle de 7 po), 700333 (poutrelle de 7 po avec joint inférieur)	Trois types de batardeaux en PVC de hauteurs de 5 po, 7 po et 7 po avec joint inférieur
Ruban à mesurer	Stanley PowerLock	33-158	5m/16' Ruban à mesurer
déversoir à encoche en V	Agri Drain	701132	Acier inoxydable 45° ; (3 mm d’épaisseur, profondeur de l’encoche en V de 17,145 cm) Déversoir cranté avec support en PVC (13 mm d’épaisseur)
Structure de contrôle du drainage du niveau d’eau	Agri Drain	3CINLINE06X08PVC	Une structure de contrôle du niveau d’eau en ligne à 3 chambres d’une taille nominale de 20,32 cm (8 pouces) et déversoir à encoche en V présent dans la première porte (batardeaux inclus dans l’achat)