一种适用于u形渠道的量水槽及其计量方法
【专利摘要】一种适用于U形渠道的量水槽，U形渠道中部设有截面为上开口抛物线形的喉口⑴，喉口⑴与上游渠道之间平滑过渡形成上游收缩渐变段⑵，喉口⑴与下游渠道之间平滑过渡形成下游扩张渐变段⑶。其优点是：测流精度高；适合在U形渠道内使用；适用于不同坡度的量水槽；流量计算简单；结构简单，造价低，施工方便。
【专利说明】一种适用于U形渠道的量水槽及其计量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水流量测量【技术领域】，具体的说是一种水利水电工程中测量水流量使用的量水设备，即适用于U形渠道的量水槽及其计量方法。
【背景技术】
[0002]随着对水资源的管理由粗放型向集约型的转变，对水资源进行总量控制和定额管理，需要对水资源进行量化；衡量科研、生产、生活及管理中的用水量、水的利用效率需要有准确的取用水计量；市场对具有商品属性的水资源的使用权、排污权等进行交易，需要在流通过程进行权威的取用水计量。目前明渠取水量的量水设备，常采用长喉道量水槽和矩形无喉道量水槽。巴歇尔量水槽、矩形无喉道量水槽凭借其结构简单、不易淤塞、量水精度较高等特点广泛应用于各类渠道，但由于其断面为折线形，在U形断面渠道中使用会造成较大的水头损失。
[0003]1994年7月《水利学报》第7期刊载了一篇名为“平底抛物线形无喉段量水槽试验研究”的论文，公开了一种新结构的量水槽，该结构的量水槽——平底抛物线形无喉段量水槽，平底抛物线形量水槽在U形渠道中使用时有过流能力强、水头损失小、低水位时测流精度高、结构简单等特点，但安装在有坡度的U形渠道内时要求量水槽上游一段距离渠底水平，这要求在安装平底抛物线形无喉段量水槽时操平渠底，不仅增加了施工难度还会在下游制造跌坎从而引起水头损失，而且平底抛物线形无喉段量水槽存在以下不足:不适用于在坡度大于1/1250坡度的U形渠道量水；流量计算需要经过复杂的试算过程。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有量水槽存在的不足，设计一种适用于U形渠道的量水槽及其计量方法，不仅在安装时不用操平槽底，从而减小制造安装难度，而且适用于不同坡度的U形渠道。
[0005]一种适用于U形渠道的量水槽，U形渠道中部设有截面为上开口抛物线形的喉口1，喉口 I与上游渠道之间平滑过渡形成上游收缩渐变段2，喉口 I与下游渠道之间平滑过渡形成下游扩张渐变段3。
[0006]所述喉口 I处设有水位测量装置。
[0007]所述喉口 I的断面方程为:
[0008]y = Px2
[0009]式中:y、X为喉口断面的纵、横坐标，单位均为m ；P为抛物线的形状系数，单位为m、
[0010]所述喉口 I底部与U形渠道底部相平，喉口 I顶部与U形渠道顶部相平。
[0011]所述上游收缩渐变段2的长度L1和下游扩张渐变段3的长度L2为L1 = L2 =3 (B-b)，其中B为U形渠道顶部宽度，b为喉口顶部宽度，B和b的单位均为m。
[0012]一种适用于U形渠道的量水槽的计量方法，其流量计算公式为:
【权利要求】
1.一种适用于U形渠道的量水槽，其特征在于:u形渠道中部设有截面为上开口抛物线形的喉口⑴，喉口⑴与上游渠道之间平滑过渡形成上游收缩渐变段⑵，喉口⑴与下游渠道之间平滑过渡形成下游扩张渐变段⑶。
2.如权利要求1所述的适用于U形渠道的量水槽，其特征在于:所述喉口⑴处设有水位测量装置。
3.如权利要求1所述的适用于U形渠道的量水槽，其特征在于:所述喉口⑴的断面方程为:
y = Px2 式中，y、X为喉口断面的纵、横坐标，单位为m ；P为抛物线的形状系数，单位为m-1。
4.如权利要求1所述的适用于U形渠道的量水槽，其特征在于:所述喉口⑴底部与U形渠道底部相平，喉口⑴顶部与U形渠道顶部相平。
5.如权利要求1所述的适用于U形渠道的量水槽，其特征在于:所述上游收缩渐变段⑵的长度L1和下游扩张渐变段⑶的长度L2为L1 = L2 = 3 (B-b)，其中B为U形渠道顶部宽度，b为喉口顶部宽度，B和b的单位均为m。
6.利用权利要求1-5任一项的适用于U形渠道的量水槽的计量方法，其特征在于其流量计算公式为:
【文档编号】G01F1/00GK103852113SQ201410105435
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】钱忠东, 胡晗 申请人:武汉大学