CN208059951U - 一种便携式田间沟灌量水槽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于灌区普遍使用的便携式田间沟灌量水槽。本实用新型要解决当前灌区量水设施成本高，现有量水槽大流量时水头损失大、小流量时量水精度低的问题。该便携式田间沟灌量水槽是一种便携式、三角形喉口断面的长喉道量水槽，放置于田间沟灌沟道内，由槽内喉口段侧壁上水尺的读数获得田间沟道内的灌溉流量。该量水槽造价低廉，结构简单，量水观测方便，测流精度高，不受沟道类型、尺寸和底坡的限制，是一种实用的田间便携式量水槽。
Description
技术领域
本实用新型属于灌区灌溉技术领域，涉及一种量水槽，具体涉及一种便携式田间沟灌量水槽。
背景技术
灌区精确量水是灌区实现科学水量调配、节约用水、定额管理的重要前提和基础。对于现有的量水设施，从经济实用、稳定可靠角度考虑，槽类量水建筑物将是灌区最适合、最易大范围推广应用的一种明渠量水设施。当前，应用于干支槽体上的量水槽设施类型多、研究较成熟，如圆柱形量水槽、机翼形量水槽等。
但在现有技术中，对于田间量水设施非常缺乏，无法准确掌握进入田间的水量，且很难同时满足结构简单、价格适中、精度合理、水头损失小、操作简便等要求。
对于北方灌区大量使用沟灌灌水方式，现有技术中没有安装在田间沟灌的沟道内的量水设备，并且缺乏能够随身携带的量水设备。
发明内容
针对现有技术中没有适用安装在田间沟灌的沟道内便携式量水设备的问题，本实用新型的目的在于提供一种便携式田间沟灌量水槽。
为实现上述目标，本实用新型采用如下技术方案：
一种便携式田间沟灌量水槽，所述的量水槽包括梯形槽体以及在所述的梯形槽体内沿着水流方向依次设置的平流入水段、收缩入水段、扩散出水段和平流出水段，所述的槽体包括槽体底面以及固定在槽体底面上的一对槽体外侧壁，在所述的收缩入水段与扩散出水段之间还设置有具有量水尺的喉口测量段，所述的喉口测量段的断面为三角形，所述三角形仅有一个顶点与所述的槽体底面共面。
进一步地，所述的三角形为等腰三角形，所述等腰三角形的顶角所对应的顶点与所述的槽体底面共面。
进一步地，所述的喉口测量段包括一对喉口测量段侧壁，所述的喉口测量段侧壁的顶边与所述的槽体外侧壁的顶边平行，所述的喉口测量段侧壁的底边与所述的槽体底面共面。
进一步地，在所述喉口测量段侧壁靠近所述收缩入水段设置有量水尺，所述的量水尺的上端与喉口测量段侧壁的上端相交。
进一步地，所述的喉口测量段侧壁位于收缩入水段侧壁与扩散出水段侧壁之间，所述收缩入水段侧壁的顶边、喉口测量段侧壁的顶边与扩散出水段侧壁的顶边首尾依次连接形成一个没有底边的梯形，所述梯形的两条腰分别为所述的收缩入水段侧壁的顶边与扩散出水段侧壁的顶边，所述梯形的顶边为所述喉口测量段侧壁的顶边。
进一步地，所述的收缩入水段侧壁还与平流入水段侧壁连接，所述的平流入水段侧壁与所述的槽体外侧壁平行设置；
所述的扩散出水段侧壁还与平流出水段侧壁连接，所述的平流出水段侧壁与所述的槽体外侧壁平行设置；
所述的平流入水段侧壁的底边、所述的收缩入水段侧壁的底边、扩散出水段侧壁的底边以及所述的平流出水段侧壁的底边均与所述的槽体底面共面。
进一步地，所述的平流入水段侧壁的高度、收缩段入水口侧壁的高度、喉口测量段侧壁的高度、扩散段出水口侧壁的高度、平流出水段侧壁的高度和槽体外侧壁的高度一致。
进一步地，所述的槽体外侧壁的底端与所述的槽体底面具有夹角，所述夹角的正切值为1:0.52。
相较于现有技术，本实用新型的技术效果如下：
本实用新型提供一种便携式田间沟灌量水槽，它放置于田间沟灌的沟道内，设计了具有三角形断面的喉口测量段，对进入沟道的灌溉流量进行准确测量，不受沟道形状、尺寸和沟道底坡限制，造价低廉，结构简单，量水观测方便，量水精度满足灌区田间量水要求，是一种值得推广使用的便携式田间量水槽。
附图说明
图1是本实用新型的便携式田间沟灌量水槽的俯视图；
图2是本实用新型的便携式田间沟灌量水槽的三维示意图；
图3是本实用新型的便携式田间沟灌量水槽的正视图；
图4是本实用新型的便携式田间沟灌量水槽的左视图。
图中的标号分别为：1-梯形槽体，2-平流入水段，3-收缩入水段，4-扩散出水段，5-平流出水段，6-喉口测量段，11-槽体底面，12-槽体外侧壁12，21-平流入水段侧壁，31-收缩入水段侧壁，41-扩散出水段侧壁，51-平流出水段侧壁，61-喉口测量段侧壁，62-量水尺。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
如图1-4所示，本实用新型提供了一种便携式田间沟灌量水槽，所述的量水槽包括梯形槽体1以及在所述的梯形槽体1内沿着水流方向依次设置的平流入水段2、收缩入水段3、扩散出水段4和平流出水段5，所述的梯形槽体1包括槽体底面11以及固定在槽体底面11上的一对槽体外侧壁12，在所述的收缩入水段3与扩散出水段4之间还设置有具有量水尺的喉口测量段6，所述的喉口测量段6的断面为三角形，所述三角形仅有一个顶点与所述的槽体底面11共面。
如图1、2所示，本实用新型提供了一种便携式田间沟灌量水槽，包括梯形槽体1以及位于梯形槽体1内侧的平流入水段2、收缩入水段3、喉口测量段6、扩散出水段4和平流出水段5，在喉口测量段6上设置了用于测量水位的量水尺，由于收缩入水段3侧壁的挤压使得水流在此处上升，而将喉口测量段6的断面设置为三角形，即喉口测量段6的两个侧壁的底端相交在槽体底面11上，使得水流在喉口测量段6时水面开始平缓并进行测量。
作为一种优选的实施方式，如图1、3所示，该量水槽的平流入水段2的长度为140mm，收缩入水段3的长度为120mm，喉口测量段6的长度为280mm，扩散出水段4的长度为180mm，平流出水段5的长度为90mm，槽体底面11的宽度为75mm。
另外，该量水槽可采用0.75mm厚度的镀锌铁皮或PVC材料制作，其制作工艺简单、成本低廉，槽体底面11与槽体外侧壁12的接缝处采用焊接技术来达到止水的目的。由于组成量水槽的槽体底面11与槽体外侧壁12形状规则，且一体成型，因此方便携带；在现场测流时，仅需将该量水槽水平安装放置在沟灌灌水沟中，并且该量水槽制作工艺难度小、成本较低、便于推广使用。
如图2所示，本实用新型提供的田间沟灌便携式量水槽，由于喉口测量段3的断面为三角形，并且具有长喉道，使得水流经过收缩入水段3与喉口测量段6的交界处时水面平缓并开始下降，水位不断下降至临界水深位置，在喉口测量段6形成临界流，该量水槽的过流流量可由喉口测量段6设置的量水尺所量测的数据代入拟合流量公式便可得知。
在收缩入水段3和喉口测量段6的连接处形成一个三角形喉口，在测量过程中能同时满足小流量时测流精度高，大流量时水头损失小。由于三角形喉口的存在，水流会在三角形喉口处形成射流，使得三角形喉口处水流的流速比梯形槽内的正常流速大，不会存在泥沙、杂物堆积影响量水精度。
可选地，所述的三角形为等腰三角形，所述等腰三角形的顶角所对应的顶点与所述的槽体底面11共面。
如图2所示，作为一种优选的实施方式，喉口测量段6的断面为倒置的等腰三角形，即喉口测量段6的两边侧壁的坡度一致，以保证水流在进入喉口测量段6时产生的临界水流能够平缓。
可选地，所述的喉口测量段6包括一对喉口测量段侧壁61，所述的喉口测量段侧壁61的顶边与所述的槽体外侧壁12的顶边平行，所述的喉口测量段侧壁61的底边与所述的槽体底面11共面。
如图2所示，喉口测量段6由一对喉口测量段侧壁61组成，该喉口测量段侧壁61的形状为四边形，作为一种优选的实施方式，喉口测量段侧壁61的形状为矩形。喉口测量段侧壁61的顶边与所述的槽体外侧壁12的顶边平行，作为一种优选的实施方式，两个喉口测量段侧壁61顶边之间的距离为260mm，也就是说，喉口测量段6横断面为倒等腰三角形，顶部宽度260mm，所述的喉口测量段侧壁61的底边与所述的槽体底面11共面，则喉口测量段6的高度与沟灌量水槽的高度一致。
可选地，在所述喉口测量段侧壁61靠近所述收缩入水段3设置有量水尺62，所述的量水尺62的上端与喉口测量段侧壁61的顶边相交，所述的量水尺62的底端与喉口测量段侧壁61的底边相交。
为了能够测量自由出流条件下的灌溉流量值，本实用新型在喉口测量段侧壁61靠近所述收缩入水段3设置有量水尺62，通过该量水尺62测量到的水深为h，量水尺62所在位置为距离量水槽进口首断面285mm，距离喉口测量段6的进口断面25mm。
可选地，所述的喉口测量段侧壁61位于收缩入水段侧壁31与扩散出水段侧壁41之间，所述收缩入水段侧壁31的顶边、喉口测量段侧壁61的顶边与扩散出水段侧壁41的顶边首尾依次连接形成一个没有底边的梯形，所述梯形的两条腰分别为所述的收缩入水段侧壁31的顶边与扩散出水段侧壁41的顶边，所述梯形的顶边为所述喉口测量段侧壁61的顶边。
如图2所示，由于喉口测量段6位于收缩入水段3与扩散出水段4之间，则喉口测量段侧壁61位于收缩入水段侧壁31与扩散出水段侧壁41之间，因此收缩入水段侧壁31、喉口测量段侧壁61、与扩散出水段侧壁41之间具有连接关系，并且缩入水段侧壁31的顶边、喉口测量段侧壁61的顶边与扩散出水段侧壁41的顶边首尾依次连接形成一个没有底边的梯形，这样结构的设置使得水流在收缩入水段侧壁31接近喉口测量段侧壁61的部分由于受到侧收缩的影响，经过收缩入水段3与喉口测量段6的交界处时水面平缓并开始下降，水位不断下降至临界水深位置，在喉口测量段6形成临界流，最终水流经过扩散出水段4后通过平流出水段5流出量水槽。该量水槽的过流流量可由喉口测量段6设置的量水尺所量测的数据代入拟合流量公式便可得知，量水槽单槽适用流量范围为1L/s～15L/s。
可选地，所述的收缩入水段侧壁31还与平流入水段侧壁21连接，所述的平流入水段侧壁21与所述的槽体外侧壁12平行设置；
所述的扩散出水段侧壁31还与平流出水段侧壁51连接，所述的平流出水段侧壁31与所述的槽体外侧壁12平行设置；
所述的平流入水段侧壁21的底边、所述的收缩入水段侧壁31的底边、扩散出水段侧壁41的底边以及所述的平流出水段侧壁51的底边均与所述的槽体底面11共面。
如图2所示，本实用新型提供的量水槽平流入水段2以及平流出水段5的断面为渐变的等腰梯形，使得在进出该量水槽时的水流较缓。
可选地，所述的平流入水段侧壁21的高度、收缩段入水口侧壁31的高度、喉口测量段侧壁61的高度、扩散段出水口侧壁41的高度、平流出水段侧壁51的高度和槽体外侧壁12的高度一致。
如图2、3所示，作为一种优选的实施方式，所述的平流入水段侧壁21的高度、收缩段入水口侧壁31的高度、喉口测量段侧壁61的高度、扩散段出水口侧壁41的高度、平流出水段侧壁51的高度和槽体外侧壁12的高度均为250mm。
本实用新型的量水槽，水流从量水槽收缩段3入水口进入，经过喉口测量段6水位断面时水面仍为平缓，在收缩入水段3接近喉口测量段6的部分由于受到侧向收缩的影响，水位不断下降至临界水深位置，在喉口测量段6下游形成临界流，最终水流经过扩散段出水口和平流出水段流出量水槽。
具体地，本实用新型还提供了一种适用于便携式田间沟灌量水槽的流量计算公式：
量水槽的自由出流流量公式为：Q＝0.7775(h×0.001)2.444；
式中h的单位m；Q为流量，m3.s-1。
可选地，所述的槽体外侧壁12的底端与所述的槽体底面11具有夹角，所述夹角的正切值为1:0.52。
如图4所示，由于该量水槽槽体的形状为梯形槽体，因此槽体外侧壁12的底端与所述的槽体底面11具有夹角，作为一种优选的实施方式，该夹角的正切值为1:0.52。
本实用新型的量水槽的适用流量范围为1L/s～15L/s，造价低廉，结构简单，量水观测方便，测流公式简单，能同时满足小流量时测流精度高、大流量时水头损失小，是一种值得推广使用的新型槽体量水槽。
Claims (8)
1.一种便携式田间沟灌量水槽，所述的量水槽包括梯形槽体(1)以及在所述的梯形槽体(1)内沿着水流方向依次设置的平流入水段(2)、收缩入水段(3)、扩散出水段(4)和平流出水段(5)，所述的梯形槽体(1)包括槽体底面(11)以及固定在槽体底面(11)上的一对槽体外侧壁(12)，其特征在于，在所述的收缩入水段(3)与扩散出水段(4)之间还设置有具有量水尺(62)的喉口测量段(6)，所述的喉口测量段(6)的断面为三角形，所述三角形仅有一个顶点与所述的槽体底面(11)共面。
2.如权利要求1所述的便携式田间沟灌量水槽，其特征在于，所述的三角形为等腰三角形，所述等腰三角形的顶角所对应的顶点与所述的槽体底面(11)共面。
3.如权利要求1所述的便携式田间沟灌量水槽，其特征在于，所述的喉口测量段(6)包括一对喉口测量段侧壁(61)，所述的喉口测量段侧壁(61)的顶边与所述的槽体外侧壁(12)的顶边平行，所述的喉口测量段侧壁(61)的底边与所述的槽体底面(11)共面。
4.如权利要求3所述的便携式田间沟灌量水槽，其特征在于，所述的量水尺(62)设置在所述喉口测量段侧壁(61)上靠近所述收缩入水段(3)处，所述的量水尺(62)的上端与喉口测量段侧壁(61)的顶边相交，所述的量水尺(62)的下端与喉口测量段侧壁(61)的底边相交。
5.如权利要求3所述的便携式田间沟灌量水槽，其特征在于，所述的喉口测量段侧壁(61)位于收缩入水段侧壁(31)与扩散出水段侧壁(41)之间，所述收缩入水段侧壁(31)的顶边、喉口测量段侧壁(61)的顶边与扩散出水段侧壁(41)的顶边首尾依次连接形成一个没有底边的梯形，所述梯形的两条腰分别为所述的收缩入水段侧壁(31)的顶边与扩散出水段侧壁(41)的顶边，所述梯形的顶边为所述喉口测量段侧壁(61)的顶边。
6.如权利要求5所述的便携式田间沟灌量水槽，其特征在于，所述的收缩入水段侧壁(31)还与平流入水段侧壁(21)连接，所述的平流入水段侧壁(21)与所述的槽体外侧壁(12)平行设置；
所述的扩散出水段侧壁(31)还与平流出水段侧壁(51)连接，所述的平流出水段侧壁(31)与所述的槽体外侧壁(12)平行设置；
所述的平流入水段侧壁(21)的底边、所述的收缩入水段侧壁(31)的底边、扩散出水段侧壁(41)的底边以及所述的平流出水段侧壁(51)的底边均与所述的槽体底面(11)共面。
7.如权利要求6所述的便携式田间沟灌量水槽，其特征在于，所述的平流入水段侧壁(21)的高度、收缩段入水口侧壁(31)的高度、喉口测量段侧壁(61)的高度、扩散段出水口侧壁(41)的高度、平流出水段侧壁(51)的高度和槽体外侧壁(12)的高度一致。
8.如权利要求1所述的便携式田间沟灌量水槽，其特征在于，所述的槽体外侧壁(12)的底端与所述的槽体底面(11)具有夹角，所述夹角的正切值为1:0.52。
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| CN201820595520.5U CN208059951U (zh) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | 一种便携式田间沟灌量水槽 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| 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 |
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2018
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| 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 |
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