CN115307690A - 一种堰槽组合量水设施 - Google Patents

Abstract

本发明一种堰槽组合量水设施，包括量水槽，由两侧壁相对设置构成，还包括两个量水堰，设于量水槽两侧，所述量水槽包括依次连接设置的分水段、矩形段、收缩过渡扭面段与梯形窄段，分水段为水流入口，梯形窄段为水流出口，分水段两侧壁高度从水流入口从零渐增大至与矩形段高度相同，收缩过渡扭面段的进水口大于出水口，梯形窄段的顶部大于底部，记矩形段高度、收缩过渡扭面段高度与梯形窄段高度为d；量水堰对应设于收缩过渡扭面段与梯形窄段处，量水堰包括迎水面与背水面，迎水面设于靠近水流入口一侧高度从d1逐渐增加至d，背水面设于靠近水流出口一侧高度从d逐渐减小至d2，背水面的出口端面与梯形窄段水流出口平齐。

Description

一种堰槽组合量水设施

技术领域

本发明属于山区溪流量水领域，具体涉及一种堰槽组合量水设施。

背景技术

当前，山区溪流数量众多，分布广泛，但大多数存在经济相对落后、治理与管理基础条件差的问题，相比大江大河的水文测量技术和管理以及河流流量监测程度总体滞后。为了更加合理开发利用溪流水资源，同时为水资源管理、自然灾害的防范与治理等提供必要的水文数据，需要进行溪流流量监测。

目前，山区溪流等小型河流一般采用非接触式量水技术，如比降面积法、量水建筑物法、雷达法、粒子图像法等。其中雷达法、粒子图像法等表面流速法对测量条件敏感，易受测量角度和外界风载等因素影响，在低速范围内存在较大误差；量水建筑物法由于不受人为因素和外部条件影响，只需架设水位测量雷达和信号传送器，便很容易实现野外恶劣环境下流量远距离的实时监测，具有很强的推广价值。

常见的量水建筑物有量水槽和量水堰，其中，量水槽多用于农田灌区，很难在山区季节性溪流流量水位变幅大的条件下满足测量精确要求；而常规量水堰多数横跨整个河道，在小流量情况下会阻碍鱼类和其它生物的洄游，缺少生态性，且在长期运行中会产生堰前淤积等问题，影响量水精度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种堰槽组合量水设施，解决现有技术存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种堰槽组合量水设施，包括量水槽，由两侧壁相对设置构成，还包括两个量水堰，设于量水槽两侧，

所述量水槽包括依次连接设置的分水段、矩形段、收缩过渡扭面段与梯形窄段，分水段为水流入口，梯形窄段为水流出口，分水段两侧壁高度从水流入口处从零逐渐增大至与矩形段高度相同，收缩过渡扭面段的进水口大于出水口，梯形窄段的顶部大于底部，记矩形段高度、收缩过渡扭面段高度与梯形窄段高度为d；

量水堰对应设于收缩过渡扭面段与梯形窄段处，量水堰包括迎水面与背水面，迎水面设于靠近水流入口一侧高度从d1逐渐增加至d，背水面设于靠近水流出口一侧高度从d逐渐减小至d2，背水面的出口端面与梯形窄段水流出口平齐。

优选的，所述分水段进口处量水槽的两侧壁面为半圆状，分水段两侧壁高度呈45度夹角逐渐增加，分水段与水流接触端呈半圆状。

所述两个量水堰结构相同，对称设于量水槽两侧，且两个量水堰为三角形剖面堰。

优选的，所述量水堰迎水面d1小于背水面d2，d1、d2均大于0。

优选的，各所述量水堰靠近量水槽一侧的堰高为P₁，远离量水槽一侧的堰高为P₂，各量水堰的宽度为n，堰顶臂坡角度w为：

优选的，所述矩形段高度、收缩过渡扭面段高度与梯形窄段高度为d：

d＝0.1B (1)

ε＝b/B (2)

其中，B为河道宽度，单位：m；ε为槽宽收缩比，b为量水槽出口底部宽度，单位：m；d为矩形段高度、收缩过渡扭面段高度与梯形窄段高度，单位：m。

优选的，分水段沿水流方向长度L1、矩形段沿水流方向长度L2、收缩过渡扭面段沿水流方向长度L3、梯形窄段沿水流方向长度L4：

L₁＝6·ε·d (3)

L₂＝5·ε·d (4)

L₃＝15·ε·d (5)

L₄＝10·ε·d (6)

其中，L1、L2、L3与L4单位：m。

优选的，所述量水槽侧壁壁厚s：

s＝0.16b (7)

其中，s单位：m。

优选的，所述量水堰高度P＝d，迎水面坡度为1:2，长度为L_迎水＝P，高度d1＝P-0.5L_迎水；背水面坡度为1:5，长度为L_背水＝2P，高度d2＝P-0.2L_背水，所述量水堰单个宽度n＝0.5B-b-s，

其中，B为河道宽度，单位：m；b为量水槽水流出口底部宽度，单位：m；s为量水槽侧壁壁厚，单位：m。

优选的，采用量水槽内过流两侧三角形剖面堰不过流时，量水槽内过流流量为：

C_dv＝0.4403(h₄/d)²+0.0941(h₄/d)+1.1602 (9)

其中，Q₁为量水槽内过流流量，单位：m³/s；C_dv为堰槽组合槽内过流的综合流量系数；b为量水槽出口底部宽度，单位：m；g为重力加速度，g＝9.81m/s²；h4为量水槽内中垂线上控制断面4处的水深，单位：m，d为量水槽高度，单位：m；

采用堰槽组合过流时，堰槽组合过流流量为：

其中：Q为堰槽组合过流流量，单位：m³/s；m₀为堰槽组合槽内过流与堰顶溢流同时发生时的综合流量系数；L_W为堰槽组合的有效臂长，为三角形剖面堰长加上量水槽侧壁的长度总和，单位：m；g为重力加速度，g＝9.81m/s²；h₄为量水槽内中垂线上控制断面4处的水深，单位：m；d为量水槽高度，单位：m，公式(10)与(11)用于计算w＝(P₂-P₁)/n＝0时的堰槽组合过流流量，公式(12)与(13)用于计算P₂＞P₁时的堰槽组合过流流量。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本发明通过将量水堰设于量水槽两侧，量水槽由分水段、矩形段、收缩过渡扭面段与梯形窄段组成，这种组合结构具有稳定水位以及在槽内形成临界流的作用，可以达到较高的量水精度，同时小流量时槽内过流、大流量时槽内过流与堰顶溢流同时进行，增大了流量测量范围，且在较大流量范围内均能达到较高测量精度，对山区溪流流量监测具有很大优势。

(Ⅱ)本发明的量水槽具备排沙冲淤及为鱼类提供生态通道的作用，解决了常规量水堰在小流量情况下阻碍鱼类洄游等问题，增加了量水设施的生态性，两侧堰体可控制主流方向，防止水流冲刷两侧坡脚，同时抬高水面高度，满足灌溉引水、鱼类和浮游生物的生态要求。

附图说明

图1是本发明的堰槽组合量水设施整体结构示意图；

图2是本发明的堰槽组合量水设施主视图；

图3是本发明的堰槽组合量水设施三视图；

图4是本发明的堰槽组合量水设施俯视图；

图5是本发明的堰槽组合量水设施设施实际应用情况下的水流流态情况；

图6是本发明的堰槽组合量水设施经过数值模拟软件仿真模拟后的水流速度矢量图；

图中各个标号的含义为：

1-侧壁，2-量水堰。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

本文中所提及到的方向性术语，如“横向”、“长度”、“高度”、“宽度”、“顶部”、“底部”、“进口”、“出口”、“迎水面”与“背水面”均与说明书附图中纸面上的具体方向或附图中所示空间的相应方向一致。

实施例1：

一种堰槽组合量水设施，如图1-6所示，包括量水槽，由两侧壁相对设置构成，还包括两个量水堰，两个所述量水堰结构相同，对称设于量水槽两侧。

所述量水槽包括依次连接设置的分水段、矩形段、收缩过渡扭面段与梯形窄段，分水段为水流入口，梯形窄段为水流出口，分水段两侧壁高度从水流入口从零渐增大至与矩形段高度相同，收缩过渡扭面段的进水口大于出水口，梯形窄段的顶部大于底部，记矩形段高度、收缩过渡扭面段高度与梯形窄段高度为d；

量水堰对应设于收缩过渡扭面段与梯形窄段处，量水堰包括迎水面与背水面，迎水面设于靠近水流入口一侧高度从d1逐渐增加至d，背水面设于靠近水流出口一侧高度从d逐渐减小至d2，背水面的出口端面与梯形窄段水流出口平齐。

其中，本发明通过将量水堰设于量水槽两侧，量水槽由分水段、矩形段、收缩过渡扭面段与梯形窄段组成，这种组合结构具有稳定水位以及在槽内形成临界流的作用，可以达到较高的量水精度，同时小流量时槽内过流、大流量时槽内过流与堰顶溢流同时进行，增大了流量测量范围，且在较大流量范围内均能达到较高测量精度，对山区溪流流量监测具有很大优势。

本发明的量水槽还具备排沙冲淤及为鱼类提供生态通道的作用，解决了常规量水堰在小流量情况下阻碍鱼类洄游等问题，增加了量水设施的生态性，两侧堰体可控制主流方向，防止水流冲刷两侧坡脚，同时抬高水面高度，满足灌溉引水、鱼类和浮游生物的生态要求。

本实施例中，选择河岸宽度B为3m，ε槽宽收缩比取值为1/6，根据公式d＝0.1B(1)与ε＝b/B(2)计算，b＝0.5m，d＝0.3m，并根据公式

L₁＝6·ε·d (3)

L₁＝5·ε·d (4)

L₁＝15·ε·d (5)

L₁＝10·ε·d (6)

计算，L1＝6·ε·d＝6×(1/6)×0.3＝0.3m，L2＝5·ε·d＝5×(1/6)×0.3＝0.25m，L3＝15·ε·d＝15×(1/6)×0.3＝0.75m，L4＝10·ε·d＝10×(1/6)×0.3＝0.5m，

水流入口分水段L1＝6·ε·d＝6×(1/6)×0.3＝0.3m，为矩形断面，两侧水槽边壁在上游端有45°倾斜角，分水段与水流接触端呈半圆墩状，能够平稳分流，避免在边壁上造成明显的二次流。矩形段L2＝5·ε·d＝5×(1/6)×0.3＝0.25m，为矩形断面，目的是衔接分水段，使水流在分流之后能够相对稳定。过渡段L3＝15·ε·d＝15×(1/6)×0.3＝0.75m为矩形断面过渡到梯形断面段，为了使水流过渡平稳，设计成扭面过渡。出口梯形窄段L4＝10·ε·d＝10×(1/6)×0.3＝0.5m为等腰梯形断面，梯形断面两侧腰的坡度设置为6：5。上述四个断面的断面高度均为d＝0.1B＝0.3m。两侧两量水堰则采用三角顶部的三角形剖面堰，两侧堰的臂坡w＝0(即图2(a)中的P₁＝P₂＝P时)，单个量水堰的迎水面坡度为1:2，沿水流方向长度为L_迎水＝P＝d＝0.3m，高度d1＝P-0.5(L_迎水)＝0.3-0.15＝0.15m；背水面坡度为1:5，沿水流方向长度为L_背水＝2P＝0.6m，高度d2＝P-0.2(L_背水)＝0.3-0.12＝0.18m；整个堰长度为L_迎水+L_背水＝0.9m，宽度n＝0.5B-b-s＝0.5×3-0.5-0.08＝0.92m。堰高P＝d＝0.3m；三角形剖面堰下游背水面尾部断面与排淤量水槽出口断面齐平。量水槽侧壁壁厚为s＝0.08m，各部分之间密封连接。整个量水设施沿水流方向的长度L＝L1+L2+L3+L4为1.8m，总宽度B＝3m，总高度d＝0.3m，具体结构如图3所示。

具体来说，如图4所划分控制截面及分段示意图，当水流经过堰槽组合量水设施时，如图5(a)所示，在量水槽进口前的上游段，水流流速较慢，水面平稳，波动较小，水流平顺；水流进入量水槽时，水流经侧壁迎水面为倾角45°的半圆柱状的分水段得到平稳过渡，进入到排淤量水槽内，水面有轻微的水翅产生；紧接着在矩形断面段内，水面轻微下降；进入扭面段后，槽内两侧水流开始发生交叉，在槽中线汇聚，水流收缩，流速逐渐增大，水面开始明显跌落，然后进入梯形断面段，该段水面下降最快，水流由缓流状态变至急流状态，并产生临界流；当水流流出排淤量水槽时，受出口突扩的影响，水流流态呈现放射状，并在下游出现两侧水面深，中间水面浅的薄层水区域；同时，两侧的堰后出现回流区，水流流速进一步增大。

水流逐渐稳定之后，在梯形断面段形成临界流，可以通过临界流断面得到单一水位与流量关系，但由于临界断面水深出现的位置随着流量的变化而变化，很难确定其准确位置，故可以通过能量方程找寻上游稳定的断面，从而得到水位流量关系，经研究得到，选取图4中量水槽内中垂线上控制断面4处(即量水槽矩形段中部断面，距该设施进口1断面0.425m的水深)来确定来流量。

如图6(a)所示，给出图5(a)的数值模拟软件仿真模拟后的槽内过流时的水流速度矢量图，由图可知，堰槽组合量水设施只发生槽内过流时，从上游段开始，流速逐渐增大，速度矢量因为过渡段和梯形窄段的收缩而逐渐变得密集，水流流出排淤量水槽之后，速度矢量呈放射状向外延展，经渠道边壁的约束作用后向渠道中线汇集，且两侧堰的堰后产生了回旋区。水流经过扩散、碰撞和再汇集之后速度矢量相对扩散，流速相对减小。

由图6(a)并结合模拟结果提取的数据还可以看出，流量较小时，由于三角形剖面堰的挡水作用和排淤量水槽进水口侧壁的分水作用，在堰的上游形成了两个具有一定水深且流速较低的区域，其流速小于0.5m/s，有利于鱼类及浮游生物的生存。由于水流全部从槽内流出，量水槽出口下游局部范围流速较高，可充分将空气中的氧气补充到水体中，增加水体的含氧量(BOD)。堰的下游大范围区域流速小于0.9m/s，充足的氧气含量及相对平缓的水流适合鱼类及浮游生物的生存。量水槽槽内流速在0.5～1.2m/s，可以满足鱼类洄游及适宜产卵的流速要求。因此在河流流量较小的平水期，该设施有助于提高河道生态环境，改善鱼类、浮游生物等生存空间条件。

在本实施例中，当只有量水槽内过流，两侧三角形剖面堰不过流，此时排淤量水槽内中垂线上控制断面4处的水深h₄满足h₄/d≤0.885，其中，d是量水槽高度，此实施例中d＝0.3m，根据水力学相关流量计算公式可以得到下面的公式(8)和公式(9)进行流量计算；例如，在图5(a)中，测得h₄＝0.231m，先利用公式(9)计算得到

C_dv＝0.4403×(0.231/0.3)²+0.0941×(0.231/0.3)+1.1602＝1.494；再根据公式(8)

计算得到流量Q＝0.385×1.494×0.5×(2×9.81)^0.5×(0.231)^1.5＝0.141m³/s。与实测流量0.142m³/s相比，相对误差为0.704％，精度较高，符合国家标准GBT21303-2017《灌溉渠道系统量水规范》对测流精度(误差小于5～10％)的要求，也可使上游水位在安全范围。

C_dv＝0.4403(h₄/d)²+0.0941(h₄/d)+1.1602 (9)

其中：Q1为量水槽内过流流量，单位：m³/s；C_dv为堰槽组合槽内过流的综合流量系数；b为量水槽出口底部宽度，单位：m，此实施例中b＝0.5m；g为重力加速度，g＝9.81m/s²；h₄为量水槽内中垂线上控制断面4处的水深，单位：m，可由水位测针或水位传感器等水深测量仪器测得；d为排淤量水槽高度，单位：m，此实施例中d＝0.3m。

如图5(b)所示，当水流入口来流量逐渐增大，水流流经堰槽组合量水设施时会产生如图5(b)所示槽内过流和两侧三角形剖面堰堰顶溢流同时发生的情况。水流在经过量水槽内的同时经过两侧三角形剖面堰过流，一部分堰前水流跨过量水槽的侧壁进入到排淤量水槽内，汇同量水槽内水流一起流动；一部分水流跨过三角形剖面堰，进行堰顶溢流，流过三角形剖面堰之后，水流陡然跌落，堰后(背水面)出现水流冲击区域。

取图4中量水槽内中垂线上控制断面4处的水深来确定来流量。在本实施例中，量水槽内过流和两侧三角形剖面堰堰顶溢流同时发生，此时排淤量水槽内中垂线上控制断面4处(即排淤量水槽矩形段中部断面)的水深h₄满足h₄/d≥0.885，其中，d是排淤量水槽高度，此实施例中d＝0.3m，根据水力学相关流量计算公式可以得到下面的公式(10)和公式(11)进行流量计算；例如，在图5(b)中，测得h₄＝0.354m，先利用公式(11)计算得到m₀＝0.96317+0.14046×[1-0.3/(0.7903×0.354+0.3141×0.3)]^-1.58454＝2.793；再根据公式(10)计算得到流量

Q＝0.385×2.793×3.64×(2×9.81)^0.5×(0.7903×0.354+0.3141×0.3-0.3)^1.5＝0.349m³/s。与实测流量0.34m³/s相比，相对误差为2.75％，精度较高。符合国家标准GBT21303-2017《灌溉渠道系统量水规范》对测流精度(误差小于5～10％)的要求，也可使上游水位在安全范围。

其中：Q为堰槽组合过流流量，单位：m³/s；m₀为堰槽组合槽内过流与堰顶溢流同时发生时的综合流量系数；L_W为堰槽组合的有效臂长，为三角形剖面堰长加上量水槽侧壁的长度总和，此实施例中L_w＝3.64m；g为重力加速度，g＝9.81m/s²；h₄为量水槽内中垂线上控制断面4处的水深，单位：m，该值为实测值，使用水位测针或水位传感器等水深测量仪器测量均可；d为排淤量水槽高度，单位：m，此实施例中d＝0.3m；P为两侧三角形剖面堰的堰高，m，此实施例中P＝P₁＝P₂＝0.3m。

根据研究结果，在满足测流精度的条件下，本发明提供的一种堰槽组合量水设施的使用范围为控制断面4处的水深h₄满足0～1.309d，其中0≤h₄≤0.885时，水流只从量水槽内通过；0.885＜h₄≤1.309时，排淤量水槽和两侧三角形剖面堰堰顶同时过流，d为堰槽组合量水设施排淤量水槽高度，m。

如图6(b)所示，给出图5(b)的数值模拟软件仿真模拟后的槽内过流时的水流速度矢量图，由图可知，堰槽组合量水设施槽内过流和堰槽过流同时发生时，上游段和量水槽段，流速分布和只发生槽内过流时一致，均有一个向中心集中的过程，但上游段的集中效果不明显，流出量水槽之后也呈现放射状分布；与只发生槽内流不同的是，两侧堰部分堰顶有水流过流，堰前有部分水流跨过侧壁向量水槽内汇集，堰后回旋区部分由冲刷区代替，由于流速更大，渠道边壁的约束作用越明显，流过水槽的水流产生了扩散、汇集、再扩散的过程，过流水流呈现菱形波的形态逐渐向下游发展。

由图6(b)并结合模拟结果提取的数据还可以看出，流量较大时，水流从整个设施的槽内及堰槽上方过流，由于设施的壅水作用，设施上游的大部分区域水深较大且流速较低，其流速小于0.7m/s；设施的下游除局部范围流速较高(1.5～1.8m/s)，大部分区域流速在1.2m/s左右，不影响鱼类等水生生物的生存。所以该设施具有保护水生生物的作用，有利于维护良好的河流生态环境。

实施例2：

在实施例一中展示的是侧堰臂坡w＝(P₂-P₁)/n＝0时(即P₁＝P₂时)的情况，为了减小山区河流在洪水过境时引起的岸坡崩塌和掏蚀坡脚等自然灾害而导致堰槽组合量水设施的测量精度降低的问题，在原有的堰槽组合基础上增加侧堰臂坡角度使水流聚中以减少两侧河岸的冲刷破坏(即增大P₂高度，使得P₂＞P₁)。在本实施例中将展示P₂＞P₁时的情况。由于实施例二中的堰槽组合量水设施与实施例一中的结构相比，除了P₂＞P₁＝d之外，其余结构及尺寸完全一致，在此不再赘述，只将P₂的尺寸加以说明。

如图2(b)所示，此时的P₂＝0.415m，P₁＝d＝0.3m，n＝0.92m，故此时的臂坡w＝(P₂-P₁)/n＝1/8。

此实施例中，当水流只通过量水槽过流时(即h₄/d≤0.885时)，水流状态和测流公式与实施例一中完全一致，在此不再赘述。

此实施例中，当槽内过流和两侧三角形剖面堰堰顶溢流同时发生时(即h₄/d＞0.885时)，水流状态与实施例一中的基本一致，有所不同的是，相比于臂坡w＝0时，此实施例w＝1/8时，由于受到臂坡对水流的约束，中部的水流会更加集中。同样选取图4中量水槽内中垂线上控制断面4处的水深来确定来流量。根据水力学相关流量计算公式可以得到下面的公式(10)和公式(13)进行流量计算；例如，在试验中测得h₄＝0.52m，先利用公式(11)计算得到

m₀＝0.90936+0.00344×[1-0.3/(1.0471×0.52+0.0644×0.3)]^-3.355515＝0.953；再根据公式(12)计算得到流量

Q＝0.385×0.953×3.654×(2×9.81)^0.5×(1.0471×0.52+0.0644×0.3-0.3)^1.5＝0.805m³/s。与实测流量0.828m3/s相比，相对误差为-2.778％，精度较高。符合国家标准GBT 21303-2017《灌溉渠道系统量水规范》对测流精度(误差小于5～10％)的要求，也可使上游水位在安全范围。

其中：Q为流量，单位：m³/s；m₀为堰槽组合槽内过流与堰顶溢流同时发生时的综合流量系数；L_w为堰槽组合的有效臂长，为三角形剖面堰长加上量水槽侧壁的长度总和，此实施例中L_w＝3.654m；g为重力加速度，g＝9.81m/s²；h₄为排淤量水槽内中垂线上控制断面4处的水深，单位：m，可由水深测量仪器测得；d为排淤量水槽高度，单位：m，此实施例中d＝0.3m；P₁为两侧三角形剖面堰的靠近量水槽一侧的堰高，m，此实施例中P₁＝0.3m。

对比例1：

本对比例与实施例1的区别在于，对比例1只采用量水槽过流，当采用实施例图5(b)相同的河流流量经过对比例1的量水槽过流，由于过流流量增大，对比例1的量水槽将会引起河水漫溢，造成漫堤或决堤等安全事故。

对比例2：

本对比例与实施例1的区别在于，对比例2只采用量水堰过流，当采用实施例图5(a)相同的河流流量经过对比例1的量水堰过流，则堰上水头小于2.5cm，精度低，不符合国家标准GBT 21303-2017《灌溉渠道系统量水规范》对使用量水堰测流时对堰上水头的要求。

Claims (10)

1.一种堰槽组合量水设施，包括量水槽，由两侧壁(1)相对设置构成，其特征在于，还包括两个量水堰(2)，设于量水槽两侧，

所述量水槽包括依次连接设置的分水段、矩形段、收缩过渡扭面段与梯形窄段，分水段为水流入口，梯形窄段为水流出口，分水段两侧壁高度从水流入口处从零逐渐增大至与矩形段高度相同，收缩过渡扭面段的进水口大于出水口，梯形窄段的顶部大于底部，记矩形段高度、收缩过渡扭面段高度与梯形窄段高度为d；

量水堰对应设于收缩过渡扭面段与梯形窄段处，量水堰包括迎水面与背水面，迎水面设于靠近水流入口一侧高度从d1逐渐增加至d，背水面设于靠近水流出口一侧高度从d逐渐减小至d2，背水面的出口端面与梯形窄段水流出口平齐。

2.如权利要求1所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述分水段进口处量水槽的两侧壁面为半圆状，分水段两侧壁高度呈45度夹角逐渐增加，分水段与水流接触端呈半圆状。

3.如权利要求2所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述两个量水堰(2)结构相同，对称设于量水槽两侧，且两个量水堰为三角形剖面堰。

4.如权利要求3所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述量水堰迎水面d1小于背水面d2，d1、d2均大于0。

5.如权利要求4所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，各所述量水堰靠近量水槽一侧的堰高为P₁，远离量水槽一侧的堰高为P₂，各量水堰的宽度为n，堰顶臂坡角度w为：

6.如权利要求5所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述矩形段高度、收缩过渡扭面段高度与梯形窄段高度为d：

d＝0.1B (1)

ε＝b/B (2)

其中，B为河道宽度，单位：m；ε为槽宽收缩比，b为量水槽出口底部宽度，单位：m；d为矩形段高度、收缩过渡扭面段高度与梯形窄段高度，单位：m。

7.如权利要求6所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，分水段沿水流方向长度L1、矩形段沿水流方向长度L2、收缩过渡扭面段沿水流方向长度L3、梯形窄段沿水流方向长度L4：

L₁＝6·ε·d (3)

L₂＝5·ε·d (4)

L₃＝15·ε·d (5)

L₄＝10·ε·d (6)

其中，L1、L2、L3与L4单位：m。

8.如权利要求7所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述量水槽侧壁壁厚s：

s＝0.16b (7)

其中，s单位：m。

9.如权利要求8所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述量水堰高度P＝d，迎水面坡度为1:2，长度为L_迎水＝P，高度d1＝P-0.5L_迎水；背水面坡度为1:5，长度为L_背水＝2P，高度d2＝P-0.2L_背水，所述量水堰单个宽度n＝0.5B-b-s，

其中，B为河道宽度，单位：m；b为量水槽水流出口底部宽度，单位：m；s为量水槽侧壁壁厚，单位：m。

10.如权利要求9所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，采用量水槽内过流两侧三角形剖面堰不过流时，量水槽内过流流量为：

C_dv＝0.4403(h₄/d)²+0.0941(h₄/d)+1.1602(9)

其中，Q₁为量水槽内过流流量，单位：m³/s；C_dv为堰槽组合槽内过流的综合流量系数；b为量水槽出口底部宽度，单位：m；g为重力加速度，g＝9.81m/s²；h4为量水槽内中垂线上控制断面4处的水深，单位：m，d为量水槽高度，单位：m；

采用堰槽组合过流时，堰槽组合过流流量为：

其中：Q为堰槽组合过流流量，单位：m³/s；m₀为堰槽组合槽内过流与堰顶溢流同时发生时的综合流量系数；L_W为堰槽组合的有效臂长，为三角形剖面堰长加上量水槽侧壁的长度总和，单位：m；g为重力加速度，g＝9.81m/s²；h₄为量水槽内中垂线上控制断面4处的水深，单位：m；d为量水槽高度，单位：m，公式(10)与(11)用于计算w＝(P₂-P₁)/n＝0时的堰槽组合过流流量，公式(12)与(13)用于计算P₂＞P₁时的堰槽组合过流流量。

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