矩形渠道組合型量水槽的試驗(yàn)研究.pdf

1、灌區(qū)量水技術(shù)是灌區(qū)管理和灌溉節(jié)水的重要手段，其中槽類量水建筑物是當(dāng)前灌區(qū)常用的量水設(shè)施。在水資源日益緊缺和灌溉用水比例較大的我國(guó)，提出高效可行的灌區(qū)量水技術(shù)是灌區(qū)發(fā)展的重要任務(wù)。本文總結(jié)了灌區(qū)量水技術(shù)的現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外幾種常用的量水槽技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出了一種新型的組合型量水槽并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)研究。組合型量水槽是采用一種截面為圓弧和直線相切的擋水模型來(lái)抬高水位以測(cè)流的量水槽，水流通過(guò)兩側(cè)的收縮段時(shí)形成臨界流，可以產(chǎn)生穩(wěn)定的水位流量關(guān)系。為了分

2、析論證組合型量水槽量水性能和應(yīng)用的可行性，本文采用了5種不同尺寸的組合型量水槽模型試驗(yàn)，根據(jù)不同收縮比在不同流量下得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出了矩形渠道組合型量水槽在自由出流狀態(tài)下的水位流量公式。通過(guò)對(duì)無(wú)量綱式的分析和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合可以得出，在不同收縮比狀態(tài)下組合型量水槽的相對(duì)臨界水深KC/BC和相對(duì)上游水深H/BC在對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中具有較好的線性關(guān)系，因而可以得出KC/BC和H/BC的函數(shù)式。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證，可以看出用此方法建立的流量公式滿

3、足量綱和諧性。由量綱分析法建立的流量公式測(cè)流精度較高，流量的平均相對(duì)誤差為2.16％，滿足規(guī)范的要求。組合型量水槽的臨界淹沒(méi)度較高，并且可以發(fā)現(xiàn)臨界淹沒(méi)度與收縮比和流量具有一定的關(guān)系。結(jié)果表明，在本次試驗(yàn)所選取的5種收縮比的范圍內(nèi)，臨界淹沒(méi)度最高為0.85，因此能保證組合型量水槽在自由出流狀態(tài)下的工作。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，組合型量水槽的佛汝德數(shù)Fr只與收縮比ε有關(guān)而與流量Q無(wú)關(guān)，并且佛汝德數(shù)Fr隨收縮比ε的增大而增大。在本次所選的

4、5種收縮比的范圍內(nèi)，組合型量水槽的佛汝德數(shù)Fr均小于0.45，可以滿足量水槽的測(cè)流精度。通過(guò)在矩形渠道對(duì)組合型量水槽的試驗(yàn)以及對(duì)量水槽的參數(shù)進(jìn)行分析，可以得出如下結(jié)論:組合型量水槽具有一定的測(cè)流精度，可以滿足灌區(qū)量水要求;得到的水位流量公式簡(jiǎn)單明了，在實(shí)際應(yīng)用中容易計(jì)算;組合型量水槽臨界淹沒(méi)度較高且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于施工，便于灌區(qū)中實(shí)際量水時(shí)的操作。所以組合型量水槽可以作為矩形渠道上測(cè)流的量水設(shè)備，并且具有較好的推廣應(yīng)用前景。目前，組合型量量