U形渠道流速分布規(guī)律及測流技術研究.pdf

1、明渠水流是對具有自由表面的水流在有限尺度的固體邊界約束下流動現象的一種概化。現實中遇到的明渠流動大都是充分發(fā)展的紊流邊界層流動，其流經的固體邊壁均屬粗糙床面。自尼古拉茲發(fā)現粗糙管水流的流速分布和阻力系數與光滑區(qū)的情況不同以來，許多學者相繼進行了大量的試驗觀測和理論研究，但由于紊流本身結構的復雜性和過水斷面、粗糙形式的多變性，即使簡單的明渠流動，對其流動的描述目前還不盡完善。在重要問題上尚未得出公認的結論。 在水資源日益緊缺的今天

2、，引水明渠流量的精確度量是一個急需解決的實際工程技術問題。U形渠道在灌區(qū)應用廣泛，但U形渠道流量測量仍處于發(fā)展階段，斷面測流技術迄今尚未解決。有些灌區(qū)對U形渠道測流時沿用梯形或矩形渠道的測流方法，導致測流精度低，對灌區(qū)用水調度管理影響大，也無法給出測流斷面上正確的水位流量關系，從理論或工程角度都需要更為符合實際、準確的渠道流量計算方法。準確掌握明渠流速分布規(guī)律后，就可以根據流速分布規(guī)律特點，探索流量計算公式。 本文在分析國內外學

3、者對矩形渠道流速分布規(guī)律的研究基礎上，對U形渠道進行試驗研究。將實測流速資料分別從過水斷面豎向和橫向兩個方向分析，利用尾流函數和指數分布公式進行擬合。得出在豎向，卡門常數k=0.41，取不同尾流強度系數∏=0、∏=0.2、∏=0.4、∏=0.6、∏=1、∏=1.5時，實測流速擬合曲線交于一點，根據交點處的水深，確定出在U形渠道0.2H(H表示渠道水深)處，可將過水斷面分區(qū)討論，在0≤y＜0.2H(y表示測點水深)的范圍為內區(qū)，流速可用線