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抬高水位以測(cè)流的量水槽，水流通過兩側(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。通過對(duì)無量綱式的分析和對(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度較高，并且可以發(fā)現(xiàn)臨界淹沒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