CN101122506A - 用于测量明渠取水量的量水槽 - Google Patents
用于测量明渠取水量的量水槽 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101122506A CN101122506A CNA2007100498125A CN200710049812A CN101122506A CN 101122506 A CN101122506 A CN 101122506A CN A2007100498125 A CNA2007100498125 A CN A2007100498125A CN 200710049812 A CN200710049812 A CN 200710049812A CN 101122506 A CN101122506 A CN 101122506A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- section
- flume
- open channel
- venturi
- pilot trench
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于测量明渠取水量的量水槽，由上游逐渐收缩段、喉道段和下游逐级扩张连接段构成，喉道段通过斜坡从三向收缩形成，喉道段断面成U型，且在U型喉道段的槽底中央设计有一子槽，子槽槽口宽度B2为明渠渠道宽度B0的0.1～0.5倍。本发明所揭示的用于测量明渠取水量的量水槽，具有小流量测量精度高，排沙性能好，量水槽内泥沙不易形成淤积，结构简单，工程造价低等特点。特别适用于流量变幅大、泥沙淤积严重的明渠取水量的测量。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电工程中测量水流量使用的量水设备，特别是涉及测量明渠取水量的量水设备，属于水流量测量技术领域。
背景技术
工农业用水都实行有偿用水，准确方便地测量取水量是实行这一政策的基础。在取水量测量中，明渠取水量的测量是比较困难的。目前明渠取水量的量水设备，常采用长喉道量水槽和无喉道量水槽。长喉道量水槽的结构如附图1～图4所示，由上游收缩段、喉段和下游渐扩段组成，喉道段三向收缩，底部高于原渠道。长喉道量水槽原则上可用于任意形状渠道。长喉道量水槽具有量水槽水头损失小、上游壅水小、施工方便、行进渠道断面可以为任意形状、测流精度高、率定工作简便可靠等特点，但在较小流量时，又由于喉道段过流面积相对较宽，水深较小，测量精底降低，因此小流量时的测量精度较差，且由于喉道段渠道局部抬高，容易造成泥沙淤积。无喉道量水槽，由于进口收缩段和出口扩散段只有两侧槽壁的收缩与扩张，底部相对于原渠道没有提高，因此结构简单、不易淤积、工程经济。但测流精度和水流流态不及长喉道槽，量水槽的具体尺寸只能按标准尺寸修建，适应性较差。
针对长喉道量水槽在水流量较小时流量测量精度较差，人们一直在不断地探索研究新结构的量水槽，以解决其所存在的问题。2003年3月《中国水土保持科学》第3期刊载了一篇名为“一种较理想的量水建筑物——平坦V形堰”的论文，公开了一种新结构的量水槽，该结构的量水槽-平坦V形堰，小流量测量精度有一定的提高，测流范围较大，但仍未解决渠道泥沙淤积问题，且小流量测量灵敏度有待进一步提高。
发明内容
本发明针对现有技术的量水槽存在的不足，对长喉道量水槽进行了改进，所提出的用于测量明渠取水量的量水槽，不仅在测量小流量时灵敏度高，而且槽内泥沙不易淤积，能有效地满足明渠取水的量水要求。
本发明所要解决的上述技术问题，可由具有以下技术方案的用于测量明渠取水量的量水槽来实现：
用于测量明渠取水量的量水槽，其结构包括上游逐渐收缩段、喉道段和下游逐级扩张连接段，喉道段通过斜坡从三向收缩形成，即从两槽壁和槽底三个方向逐渐收缩形成，喉道段断面成U型，U型喉道段槽底中央设计有一子槽，子槽槽口宽度B2＝0.1B0～0.5B0，式中的B0为渠道宽。
在上述方案中，子槽槽口与U型喉道段边壁相连的斜坡，其坡度m＝1∶6～12。
本发明所提出的用于测量明渠取水量的量水槽，利用明渠水流的临界水深和能量守恒原理，计算出水位与流量之间关系进行测定流量，使用时与原明渠相结合。最佳的量水槽尺寸应该是在保证测量精度和水流流态的基础上，尽量减小渠道上游水位壅高和减小量水槽工程量。因此，通过实验、理论分析和数值模拟方法，本发明的发明人对量水槽的形状和长度进行了优选，即量水槽长度L0＝2.0～3.5B0，上游逐渐收缩段长度L1＝0.5～0.7B0，喉道段长度L2＝1.0～1.5B0，下游逐级扩张段连接段长度L3＝0.5～1.3B0，喉道段坎高为H0＝0.3～0.5B0，喉道段槽宽B1＝0.8～0.9B0，所述各式中的B0为原渠道宽度。
本发明的量水槽，其子槽的断面形状可以为矩形、梯形或V形中的任何一种，当然也可以为其他形状，只是这几种形状更便于施工。当量水槽的子槽断面形状为矩形时，其矩形断面子槽口宽度B2最好在0.1B0～0.2B0范围；当量水槽的子槽断面形状为梯形时，其梯形断面子槽口的尺寸最好是，下边宽B3不大于0.2B0，上边宽B2＝0.3B0～0.5B0；当量水槽的子槽断面形状为V形时，V形断面子槽的槽口宽B2最好是在0.3B0～0.5B0范围。
具体设计时，可根据实际情况按照所述参数式确定量水槽的体型。
本发明所述的用于测量明渠取水量的量水槽用常规混凝土制作。
本发明与现有技术的量水槽新比较具有以下十分突出的有益技术效果：
1、小流量时测量精度高。例如实施例中，在满足测量糖度条件下(测量精度＜5％)，普通长喉道量水槽能测的最小流量为1.0m3/s，平坦V型量水槽能测的最小流量为0.5m3/s，本发明的量水槽能测的最小流量为0.05m3/s。
2、排沙效果好。由于在量水槽的U型喉道喉道段设计有子槽，U型喉道喉道段子槽的自身结构，使得子槽的槽底较U型喉道喉道段其他部位的槽底低，即降低了水流进入U型喉道段子槽的坎高，同时使进入喉道喉道段水流携带的泥沙易汇集到子槽内，由于子槽内的水流速度较高，泥沙容易排除，因此泥沙不易在量水槽内形成淤积。
3、流量适应范围广。小流量大大提高了的测量精度，大流量时与普通长喉道量水槽测量精度相同。
4、制作材料为常规混凝土，造价低廉。
5、结构简单，便于制造。
附图说明
图1是普通长喉道量水槽的俯视结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的B-B剖视图；
图4是图1的C-C剖视图。
图5是本发明一个实施例的量水槽俯视结构示意图，U型喉道子槽断面为矩形；
图6是图5的A-A剖视图；
图7是图5的B-B剖视图；
图8是图5的C-C剖视图。
图9是本发明另一个实施例的量水槽俯视结构示意图，U型喉道子槽断面为矩梯形；
图10是图9的A-A剖视图；
图11是图9的B-B剖视图；
图12是图9的C-C剖视图。
图13是普通长喉道量水槽与本发明的量水槽测量误差比较图。其中黑圆点代表现有技术的普通长喉道量水槽测量误差，白圆点代本发明的量水槽测量误差。
上述附图中的各代号的含义为：L0-量水槽长度；L1-上游逐渐收缩段长度；L2-喉道段长度；L3-下游逐渐扩张段长度。B0-明渠的渠道宽度；B1-喉道段槽宽；B2-子槽槽宽。H0-普通长喉道量水槽喉道段坎高；H1-本发明量水槽喉道段坎高；H2-本发明量水槽子槽坎高。m-坡度。
具体实施方式
实施例1
本实施例所述用于测量明渠取水量的量水槽，其形状、构造如图5～图8所示。由上游逐渐收缩段、喉道段和下游逐渐扩张段组成，喉道段通过斜坡从三向收缩形成，即从两槽壁和槽底三个方向逐渐收缩形成，喉道段断面成U型，U型喉道段槽底中央设计有一子槽，子槽断面为矩形。量水槽长度L0约为3.1B0，上游逐渐收缩段L1约为0.6B0，喉道段L2约为1.2B0，下游逐渐扩张段L3约为1.3B0，喉道段坎高H1约为0.3B0，喉道段槽宽B1约为0.8B0。子槽槽宽B2约为0.2B0，子槽坎高H2约为0.1B0，B0为明渠的渠道宽度。子槽槽口与U型喉道段边壁相连的斜坡，其坡度m约为1∶6。量水槽用常规混凝土制作。
实施例2
本实施例所述用于测量明渠取水量的量水槽，其形状、构造如图9～图12所示。由上游逐渐收缩段、喉道段和下游逐渐扩张段组成，喉道段通过斜坡从三向收缩形成，即从两槽壁和槽底三个方向逐渐收缩形成，喉道段断面成U型，U型喉道段槽底中央设计有一子槽，子槽断面为梯形。量水槽长度L0约为2.8B0，上游逐渐收缩段L1约为0.5B0，喉道段L2约为1.5B0，下游逐渐扩张段L3约为0.8B0，喉道段坎高H1约为0.3B0，喉道段槽宽B1约为0.9B0。子槽断面梯形上底宽B2约为0.4B0，下底宽B3约为0.1B0，子槽坎高H2约为0.1B0，B0为明渠的渠道宽度。子槽槽口与U型喉道段边壁相连的斜坡，其坡度m约为1∶8。量水槽用常规混凝土制作。
实施例3
本实施例所述用于测量明渠取水量的量水槽，其形状、构造与实施例2相近，也都是由上游逐渐收缩段、喉道段和下游逐渐扩张段组成，喉道段通过斜坡从三向收缩形成，即从两槽壁和槽底三个方向逐渐收缩形成，喉道段断面成U型，U型喉道段槽底中央设计有一子槽，所不同的是子槽断面为V形。量水槽长度L0约为2.6B0，上游逐渐收缩段L1约为0.6B0，喉道段L2约为1.2B0，下游逐渐扩张段L3约为0.8B0，喉道段坎高H1约为0.25B0，喉道段槽宽B1约为0.85B0。V形子槽槽宽B2约为0.4B0，子槽坎高H2约为0.15B0，B0为明渠的渠道宽度。子槽槽口与U型喉道段边壁相连的斜坡，其坡度m约为1∶10。量水槽用常规混凝土制作。
实施例4
本实施例为某灌区明渠上加设本发明的量水槽，量水槽的子槽断面为梯形，明渠渠宽B0为4.0m，底坡为i＝1/750，最大量测流量28.0m3/s，最小量测流量为0.05m3/s。
本发明的量水槽具体体形参数如下：上游逐渐收缩段L1＝1.8m，喉道段L2＝4.0m，下游逐渐扩张段L3＝3.6m，梯形底坎高为H2＝0.6m，梯形下底宽B3＝0.2m，梯形上底宽B2＝1.4m，梯形坡度1∶1，喉道段底边坡m＝1∶8，喉道段渠宽为3.6m。
附图13是本实施例量水槽量水测量精度误差与现有技术的长喉道量水槽量水测量精度误差比较比较图，从图13明显看出，本实施例的量水槽在小流量时的测量精度明显较高。
Claims (9)
1.一种用于测量明渠取水量的量水槽，包括上游逐渐收缩段、喉道段和下游逐级扩张连接段，喉道段通过斜坡从三向收缩形成，喉道段断面成U型，其特征在于在U型喉道段的槽底中央设计有一子槽，子槽槽口宽度B2＝0.1 B0～0.5B0，式中的B0为渠道宽。
2.根据权利要求1所述的用于测量明渠取水量的量水槽，其特征在于子槽槽口与U型喉道段边壁相连的斜坡，其坡度m＝1∶6～12。
3.根据权利要求2所述的用于测量明渠取水量的量水槽，其特征在于量水槽长度L0＝2.0～3.5B0，上游逐渐收缩段长度L1＝0.5～0.7B0，喉道段长度L2＝1.0～1.5B0，下游逐级扩张段连接段长度L3＝0.5～1.3B0，喉道段坎高为H0＝0.3～0.5B0，喉道段槽宽B1＝0.8～0.9B0。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于测量明渠取水量的量水槽，其特征在于所述子槽的断面形状为矩形。
5.根据权利要求4所述的用于测量明渠取水量的量水槽，其特征在于矩形断面子槽的槽口宽度B2＝0.1 B0～0.2B0。
6.根据权利要求1或2或3所述的用于测量明渠取水量的量水槽，其特征在于所述子槽的断面形状为梯形。
7.根据权利要求6所述的用于测量明渠取水量的量水槽，其特征在于梯形断面子槽的槽口，其下边宽B3不大于0.2B0，上边宽B2＝0.3 B0～0.5B0。
8.根据权利要求1或2或3所述的用于测量明渠取水量的量水槽，其特征在于所述子槽的断面形状为V形。
9.根据权利要求8所述的用于测量明渠取水量的量水槽，其特征在于V形断面子槽的槽口宽B2＝0.3 B0～0.5B0。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100498125A CN100429490C (zh) | 2007-08-21 | 2007-08-21 | 用于测量明渠取水量的量水槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2007100498125A CN100429490C (zh) | 2007-08-21 | 2007-08-21 | 用于测量明渠取水量的量水槽 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101122506A true CN101122506A (zh) | 2008-02-13 |
| CN100429490C CN100429490C (zh) | 2008-10-29 |
Family
ID=39084936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2007100498125A Expired - Fee Related CN100429490C (zh) | 2007-08-21 | 2007-08-21 | 用于测量明渠取水量的量水槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100429490C (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104457859A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-25 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种变换量水堰过水断面形状的方法及量水堰结构 |
| CN108844588A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-20 | 中国地质大学（武汉） | 一种监测山区河沟水流量的复式矩形流量堰 |
| CN110345996A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-10-18 | 北京林业大学 | 一种集水区水流量的测流装置和测量方法 |
| CN111397585A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-10 | 黄河勘测规划设计研究院有限公司 | 基于能量守恒原理的输水明渠三断面测流方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2562715Y (zh) * | 2002-12-20 | 2003-07-30 | 杨德文 | 组合式u混凝土预制渠槽 |
| CN2708264Y (zh) * | 2004-06-15 | 2005-07-06 | 马孝义 | 一种多功能可装配式量水槽 |
| CN2878505Y (zh) * | 2006-03-09 | 2007-03-14 | 长春市博奥科技有限公司 | 移动式量水堰槽 |
-
2007
- 2007-08-21 CN CNB2007100498125A patent/CN100429490C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104457859A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-25 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种变换量水堰过水断面形状的方法及量水堰结构 |
| CN108844588A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-20 | 中国地质大学（武汉） | 一种监测山区河沟水流量的复式矩形流量堰 |
| CN110345996A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-10-18 | 北京林业大学 | 一种集水区水流量的测流装置和测量方法 |
| CN110345996B (zh) * | 2019-05-16 | 2020-12-04 | 北京林业大学 | 一种集水区水流量的测流装置和测量方法 |
| CN111397585A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-10 | 黄河勘测规划设计研究院有限公司 | 基于能量守恒原理的输水明渠三断面测流方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100429490C (zh) | 2008-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bijankhan et al. | Dimensional analysis and stage-discharge relationship for weirs: a review | |
| Votruba et al. | Water management in reservoirs | |
| CN100429490C (zh) | 用于测量明渠取水量的量水槽 | |
| CN107490410A (zh) | 一种基于代表垂线点流速测量高洪的非接触式测流方法 | |
| CN106759164B (zh) | 一种感潮河段鱼道进口设计方法和鱼道进口 | |
| Kumar et al. | A new approach to analyze the flow over sharp crested curved plan form weirs | |
| Ismagilov et al. | Hydraulic parameters on the curvilinear section of the river channel in conditions of regulated water flow | |
| CN109356090A (zh) | 一种三角模块化生态型海堤 | |
| CN109736259B (zh) | 山区河流复式滩地利用范围及防洪安全位置的水力学确定方法 | |
| CN207317879U (zh) | 一种测流结构 | |
| CN107167188B (zh) | 一种应用于矩形明渠流量计量的方法 | |
| Sruthi et al. | Control of sediment entry into an intake canal by using submerged vanes | |
| Pan et al. | Analysis of channel evolution characteristics in the Hobq Desert reach of the Yellow River (1962–2000) | |
| CN105205215A (zh) | 一种计算不同状态挺水植被水流阻力的方法 | |
| CN204924303U (zh) | 明渠量水槽 | |
| CN108534846B (zh) | 一种抽拉式便携量水堰体及流量测量方法 | |
| CN209508921U (zh) | 一种三角模块化生态型海堤 | |
| CN115600527A (zh) | 基于水库环境数据的水库运行状态预测分析方法 | |
| CN2773685Y (zh) | 一种用于坡面土壤侵蚀量测量的测量槽 | |
| CN108038296A (zh) | 一种快速估算沟谷沟底线总长度分形计盒维数的方法 | |
| CN104897879B (zh) | 一种用于南方果园地表径流原位测量的方法 | |
| Ning et al. | Effect of fence opening configurations on dune development | |
| CN112433029B (zh) | 一种滩地树木糙率的计算方法 | |
| Bos et al. | Design of long-throated structures for flow measurement | |
| CN218562253U (zh) | 一种方便测量的土石坝坝后量水堰 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20081029 Termination date: 20110821 |