U形渠道自由跌水测流
渠道断面测流工作中常见的误差问题和应对方法
渠道断面测流工作中常见的误差问题和应对方法作者：刘洪麒来源：《农业与技术》2015年第06期摘要：分析总结渠道断面测流工作中常见的误差问题和应对方法，降低消除断面测流误差，为水管部门及用水单位提供准确的水文观测资料和供水水量数据，提高服务意识，避免水事纠纷，为奇台县大农业发展做好服务供好水具有十分重要的意义。
关键词：断面测流；误差原因；误差分析；应对方法中图分类号：TV133 文献标识码：A1 泥沙阻塞引起的仪器误差奇台县河流主要发育在南部天山山区，受气候影响，河水流量冬季很小，而每年5～9月份河水来水量相对较大。
河水自南向北径流，由于地形坡降较大导致水流速也较大。
所以春、夏季河水中常常泥沙含量较大，因此在测流工作中常会遇到水流泥沙阻塞仪器的轴承造成仪器误差。
解决这种误差的办法：尽量在河水相对清澈，泥沙少的时候快速测流；发现仪器被泥沙阻塞后快速清洗、擦干仪器并注入润滑机油后再行测流工作。
2 石子、卵石对仪器的碰撞引起的仪器误差在春、夏季节下午傍晚时涨水或汛期，河水中常伴随有大小不一的石子、石块，或伴有20、30cm的卵石顺河、渠道滚动而下，碰撞测流仪器引起仪器测流误差。
有时会直接将仪器撞坏，避免这种误差的办法是尽量在河水没有大卵石滚动的情况下测流。
在水中只有小石子、小石块测流时，如果时间、天气、水流条件允许，应多测几次对比，取其平均值，降低误差。
3 清洗、保养、存放不当引起的仪器误差在测流工作中，因早晚、天气和抢时间测流，对测流仪器的清洗、保养和运输有时会因疏忽而造成仪器误差，使测流精度下降。
避免此类误差的办法是：每次使用流速仪，要严格按照流速仪检定书规定的流速仪适用范围进行测流，并按以下仪器保养规范操作：流速仪每次使用完后，要立即按照仪器说明书小心拆洗干净，并加仪器润滑油；流速仪装入箱内时，转子部分应悬空搁置；长期储藏备用的流速仪，易锈部分须涂黄油保护；仪器箱应放在干燥通风之处，并应远离高温和有腐蚀性的物质；仪器所有的零部件及工具，应随用随放回原处；仪器箱上禁止堆放重物；仪器说明书和检定图表、公式等应妥善保存并复印备份另存放在办公室；外出运输时，要轻拿稳放，禁止剧烈颠簸和摔碰。
几种常用渠道量水设施的性能指标与测流范围
１ 渠道 上 的特 设 量 水 设 施
１ １ 量 水堰 ．
量水堰 的测 流原 理 ： 使通 过量 水建 筑物 的水 流形 成 堰流 ， 测取堰 上水头 利用 相应 的堰 流公 式计 算流 量 。常 用 的量水堰有 薄壁堰 、 宽顶堰 、 角剖 面堰 。 三
下游 渠道 三段 组成 ， 图 １ 见 。
１ １ ２ 宽顸 堰 ． ．
（ ） 形 宽 顶堰 。堰 顶上 下游 顶 角 均 为 直 角 ， 图 ２ １矩 见 。 矩 形 宽顶 堰 必 须设 在 顺 直 、 匀 而 稳 定 的 渠 段 ， 与 矩 形 均 并
衬砌 的行 近渠梢 同宽 ， 堰体 上下游 端面应 竖直并 垂直 于 建堰 渠槽 的槽 边和槽底 。为 了准确地 应用流 量公式 和流 量 系 数 ， 工 时必 须 严 格 控 制 尺 寸 。 施 其优 点是 ： 外形简单 ， 于修建或 装配安 装 ， 便 较经济 ； 可用 于较小水 位差 ； 用 于中等 流量 和大 流量 。其 缺 点 适 是： 流量 系数 不 固定 ， 游 顶角 容 易 损坏 而 影 响量 测 精 上
几 种 常 用 渠 道 量 水 设 施 的
性 能 指 标 与 测 流 范 围
彭 霞
（ 黑龙江农 垦总局 牡丹江管理局兴凯湖灌区管理站 ， 黑龙 江 密山 １８ ２ ） ５ ３ ５
【 要］ 量 水是 灌溉 管理 的基 本条 件 ， 摘 是促 进 灌溉 节 水 的 有效 措 施 ， 是执 行 用 水计 划 过程 中 能准 确 引水 、 水 、 输 配水和 灌水 的重要 手段 ， 是核 定 和计 收 水 费的 主要依 据 。 同时 ， 也是 衡 量 灌 溉管 理水 平和 灌 区灌溉水 利 用率 高低 的重要 技 术指标 之一 。
U形渠道断面测流技术研究
U 形渠道断面测流技术研究研究内容摘要：U 形渠道已成为国内外输水渠道主要采用的断面形式。
我国灌区大量应用的U 形渠道是侧墙直线段外倾的非标准U 形断面，灌区末级渠道也已基本U 形化，无量水设施的U 形渠流量量测仍以流速仪断面测流为主要技术手段。
但目前明渠测流规范尚没有与之相应的流速仪测流技术标准，灌区对U 形渠道测流不得不沿用梯形渠道的流速仪测流方法，造成测流结果误差很大。
因此，U 形渠道量流速分布规律及测流技术成为生产中亟待解决的应用技术理论课题。
也是目前灌区水管理信息化建设中水情信息量化管理的关键技术之一。
本课题在研究Ｕ形渠道流速分布规律的基础上，系统研究过水断面上横向和竖向流速分布规律，分析U 形渠道过水断面流速分布规律及流速等值线关系，研究紊流各流区流速对数分布、指数分布公式中的参数与指数变化规律，提出简单、实用的流速分布公式，建立Ｕ形渠道断面测流的流量计算模型，为Ｕ形渠道断面测流技术奠定理论基础。
国内外研究现状及分析明渠水流是对具有自由表面的水流在有限尺度的固体边界约束下流动现象的一种概化。
现实中遇到的明渠流动大都是充分发展的紊流边界层流动，其流经的固体边壁均属粗糙床面。
自尼古拉兹发现粗糙管水流的流速分布和阻力系数与光滑区的情况不同以来，蔡克士大用同样方法研究了矩形渠道断面，得到了与尼古拉兹试验结果类似的试验规律。
许多学者也相继进行了大量的试验观测和理论研究，但由于明渠紊流结构的复杂性和过水断面、粗糙形式的多变性，即使简单的明渠流动，对其流动的描述目前还不尽完善，在重要理论问题上尚未得出公认的结论。
主要研究进展有以下方面：1)光滑床面明渠均匀流对数律流速分布自1904年Prandtl 提出边界层理论后，极大的推动了流体力学的发展。
1938年，Kenlegen 将平板边界层的研究成果引用到明渠水流，提出了充分发展的明槽均匀紊流时均流速分布可用对数表达式表示以来，不同研究者根据各自的试验数据对公式中的卡门常数和积分常数A 进行修改，通过实测数据拟合提出了明渠流动对数律流速分布公式B y A u +=++log其中*/u u u =+，ν/*yu y =+，A=1/k 。
U型渠道在小型农田水利灌溉渠道中的应用分析
U型渠道在小型农田水利灌溉渠道中的应用分析U型渠道是一种常见的水利灌溉渠道形式，在小型农田水利灌溉系统中具有广泛的应用。
下面将对U型渠道在小型农田水利灌溉中的应用进行分析。
U型渠道是指渠道的底部呈现出U字形的横断面，两侧边坡较为陡峭，中间的渠槽相对较宽。
这种渠道形式具有以下几个特点：U型渠道的宽底面积大，有较大的流量通输能力。
这对于小型农田水利灌溉系统来说非常重要，可以有效地提高水流通输的效率，减少堵塞和泄漏问题，确保水源顺利到达农田。
U型渠道的两侧边坡较陡，这样可以有效地减少渠道的表面积，减少水的蒸发和渗漏，提高灌溉水的利用率。
较陡的边坡可以增加渠道的强度，减少渠道的侧向位移和破坏，提高渠道的稳定性。
U型渠道的横断面形状使得渠道能够自动清淤。
由于渠道底部较宽，水流速度较快，在水流的冲刷下，容易清除渠道底部的淤泥和杂物，减少了淤积造成的阻力和水位提高的问题。
U型渠道具有一定的附加功能，比如路面行人通道。
在小型农田水利灌溉系统中，为了便于农民的田间管理和维护，有时会在渠道的一侧设置行人通道，使得农民可以方便地进行巡视和修整。
U型渠道可以作为输水渠道，将水源引导到田间。
由于U型渠道的底面积大，可以输送更多的水量，提高灌溉效果。
U型渠道可以作为排水渠道，排除农田中的积水。
在降雨较多或灌溉过程中产生过剩水量时，U型渠道可以有效地将多余水分排出田地，防止水涝。
U型渠道可以作为田间的分水渠道，将水源引导到每个小块农田中。
在小型农田中，常常需要将水分配到不同的地块中，以满足不同农作物的需水量。
U型渠道可以较为均匀地将水分流到各个地块中，提高水的利用效率。
U型渠道还可以作为灌溉水源的保护渠道，保护水源免受泥沙的侵蚀和污染。
在农田上游的山区，常常会有大量的泥沙通过渠道冲刷进入水源，造成灌溉水质下降。
而U型渠道可以减缓水流速度，使得泥沙沉降在渠道底部，保护水源的清洁度。
U型渠道在小型农田水利灌溉中具有宽底面积大、流量通输能力强、自动清淤、稳定性好等优点，可以提高水利灌溉的效率和灌溉水的利用率，适合于小型农田水利灌溉系统的建设和改造。
U型渠道在小型农田水利灌溉渠道中的应用
U型渠道在小型农田水利灌溉渠道中的应用
U型渠道是一种常用的小型农田水利灌溉渠道设计形式。
它由底部为U形的渠道和两侧为边坡的渠岸构成。
这种渠道设计既简单又有效，被广泛应用于小型农田的灌溉系统中。
U型渠道的应用主要有以下几个方面：
U型渠道具有良好的流水能力。
由于渠道底部呈U形，水流的截面积相对较大，水流速度较快，流量较大。
这有利于提高灌溉效率，减少水的浪费。
与传统的V型渠道相比，U 型渠道具有更小的湿周比，减少了地表水蒸发和渗漏损失，提高了水资源利用率。
U型渠道具有较好的自流能力。
由于渠道底部为U形，水流形成了自然的灌溉渠槽。
在均匀地势下，水可以自由地流动，不需要借助泵站等外力进行引水。
这降低了灌溉系统的能耗和运维成本，适用于无电区域或经济条件较差的农田。
U型渠道具有较好的稳定性和抗冲刷能力。
由于渠岸为边坡，渠道底部为U形，有利于水流的稳定和沉积物的保持。
尤其是在陡坡灌溉区域，U型渠道能够有效地防止冲刷和水土流失，保护农田的生态环境。
U型渠道在小型农田水利灌溉中是一种常用的设计形式。
它具有良好的流水能力、自流能力、低能耗和抗冲刷能力，能够提高灌溉效率、节约水资源、保护土壤和生态环境。
在农田水利工程中，应用U型渠道有助于实现水资源的可持续利用和农田灌溉的可持续发展。
u型渠道施工方案
U型渠道施工方案1. 引言U型渠道施工方案是用于土地改造和管理的重要工程之一。
其主要目的是为了改善水流的流动性，并将地表水引导至指定的水域，以达到排水和灌溉的目的。
本文档将详细介绍U型渠道的施工方案，包括工程设计、施工流程和质量控制等方面的内容。
2. 工程设计2.1 U型渠道的选址和测量在进行U型渠道施工前，需要对选址进行充分的研究和测量。
选址应避免地质灾害和地下管线等隐患，在地形和水流条件上具备一定的优势。
测量工作包括地势测量、水流测量和土壤分析，以便更好地设计施工方案。
2.2 U型渠道的设计原则U型渠道设计应遵循以下原则：•合理的坡度：坡度应根据水流速度和渠道长度来确定，以确保水流畅通，避免水流过快或过慢造成的问题。
•适当的尺寸：根据渠道所需的水流量和土壤条件，确定渠道的宽度和深度，以确保足够的水流通量和渗漏控制。
•良好的排水能力：U型渠道应具备良好的排水能力，确保能够有效地排除地表积水和降低灌溉过程中的渗漏损失。
2.3 渠道土工材料的选择渠道土工材料的选择需要考虑以下因素：•强度和稳定性：土工材料应具备足够的强度和稳定性，以承受渠道水流的冲击和土壤侵蚀的影响。
•透水性能：土工材料应具备较好的透水性能，以保证渠道内的水能够快速排出。
•耐腐蚀性：土工材料应具备耐腐蚀性，以抵抗渠道中可能存在的化学物质的侵蚀。
3. 施工流程3.1 渠道挖掘渠道挖掘是U型渠道施工过程中的关键步骤。
在挖掘过程中，应遵循以下步骤：1.清除表层杂物：首先需要清除渠道表层的杂草、垃圾等杂物，以便进行进一步的施工。
2.确定渠道轮廓：根据设计要求，在地面上标出渠道的轮廓，以便进行挖掘。
3.开始挖掘：使用挖掘机等工具进行渠道的挖掘，按照设计要求的尺寸进行施工。
3.2 渠道土工材料的填充在渠道挖掘完成后，需要进行土工材料的填充以加固渠道的稳定性。
填充过程中应注意以下事项：•分层填充：根据设计要求，将土工材料进行分层填充，每层均匀铺设，并使用辅助工具进行压实。
U形渠道断面测流与流速分布试验探讨
U形渠道断面测流与流速分布试验探讨一、前言作为一种常见的渠道断面，u形渠道断面测流及流速分布在近期得到了深入研究。
该项课题的研究，将会更好地提升u形渠道断面测流及流速的掌握水平，从而对其实践起到积极作用。
本文从介绍实验误差着手本课题的研究。
二、U形渠道断面测流及流速误差分析在灌区渠道断面测流中，由于大部分引、输水渠道断面不规整，受渠道糙率、水草、卵石的影响较大，误差因素也很多。
但现在基本都是防渗渠道，糙率相对较小，而且一般时候水流速相对稳定，所以测流误差因素相对较小。
因此，引起断面测流误差的主要因素还是测流仪器、断面布设、测流操作等几个方面来考虑。
1.仪器误差（一）一般情况下流速仪出厂前的检定误差都在规定允许的范围内，但有时也有工作失误造成的检定误差。
（二）流速仪在使用、运输、携带中出现磨损和损坏造成的误差。
如河水泥、沙、石含量大，或河水中大的卵石对仪器冲撞造成的损坏等。
（三）流速仪在每次使用完毕没有按规定保养、存放，造成仪器轴承磨损，引起测流误差。
所以要消除测流误差就应根据不同的渠道，严格按照流速仪检定书规定的流速仪适用范围进行测流。
并按以下规定进行保养维护：流速仪在每次使用后，要立即按照仪器说明书规定的方法拆洗干净，并加仪器润滑油。
2.测速测点位置选择不当引起的误差在实测工作中一般渠道使用流速仪测流时多采用一点法，即在0.6处水深位置測流。
但根据水流束分布规律特点可知，一点法所测水流速不能完全代表测速垂线平均流速，会产生一些误差，只有通过多点法测流才能使测流误差减少，使测流误差在规范允许的范围内。
另外当测流垂线不足时，导致垂线平均流速计算也会产生误差，因此要消除测速垂线上测点位置不当引起误差的方法，就是加密测速垂线测点数和测速垂线数，实施精确测流，以满足测流规范的要求。
3.岸边流速系数取值不当引起的误差在实际测流中，由于岸边系数与渠道的断面形状、渠边糙率、水流形态及水边宽度等因素有关，特别是防渗渠道直接应用表中系数值造成的误差就会很大。
u形渠道竖向流速分布规律及测流技术研究
u形渠道竖向流速分布规律及测流技术研究
U形渠道是指底部为U形截面的渠道，可以用于灌溉、排水、河流等方面。
在U形渠道中，流动状态较为复杂，流速分布不均匀。
因此，对于U形渠道的竖向流速分布规律和测流技术的研究具有重要意义。
竖向流速分布规律
在U形渠道中，流体的速度分布不仅取决于水深，而且还与U形截面的形状和尺寸有关。
一般来说，U形渠道的流速分布规律可以分为三个区域：
1.上游区：水流速度随着水深的增加而增加，流速最大的位置通常处于水深的一半位置。
2.中游区：水流速度逐渐减小，这是由于U形截面的形状导致的速度减小。
3.下游区：水流速度再次增加，这是由于U形截面的V形底部使水流速度增加。
测流技术
为了准确地测量U形渠道中的流速分布，需要使用一些专门的测流技术。
以下是常用的几种测流技术：
1.均匀流速探测器：这种探测器可以用来测量U形渠道中的竖向流速分布。
它可以通过探测器的吸附压力来测量水流速度。
然后，可以利用这些数据计算出流速分布情况。
2.热带测流仪：这种仪器利用了温度差异来测量水流速度。
通过将热带放置在流体中，可以测量出流体的温度差异。
这些数据可用于计算流速。
3.激光测流仪：这种仪器可以通过发射激光束来测量U形渠道中的流速分布。
根据激光的反射情况和时间，可以计算出水流速度。
总之，U形渠道中的竖向流速分布规律和测流技术是决定U形渠
道使用效果的关键因素之一。
因此，对于这些方面的研究具有重要意义。
u型渠道水力计算
U型渠的水力计算U型断面接近水力最优断面，具有较大的输水输沙能力，占地较少，省工省料，而且由于整体性好，抵抗基土冻胀破坏的能力较强。
因此，U型断面受到普遍欢迎，在我国已广泛使用，多用混凝土现场浇筑。
图4-31为U型断面示意图，下部为半圆形，上部为稍向外倾斜的直线段。
直线段下切于半圆，外倾角a＝5°～20°，随渠槽加深而增大。
较大的U型渠道采用较宽浅的断面，深宽比H/B=0.65～0.75，较小的U型渠道则宜窄深一点，深宽比可增大到H/B=1.0。
U型渠道的衬砌超高a1和渠堤超高a(堤顶或岸边到加大水位的垂直距离)可参考表4-19确定。
表4-19 U型渠道衬砌超高a1和渠堤超高a值表加大流量(m3/s) <0.5 0.5～1.0 1.0～10 10～30a1(m) 0.1～0.15 0.15～0.2 0.2～0.35 0.35～0.5a(m) 0.2～0.3 0.3～0.4 0.4～0.6 0.6～0.8注：衬砌体顶端以上土堤高一般用0.2～0.3m。
U型断面有关参数的计算公式见表4-20。
表4-20 U型断面有关参数计算公式名称符号已知条件计算式过水断面 A r、α、h2湿周X r、α、h2水力半径R A、X上口宽 B r、α、H直线段外倾角αr、B、H圆心角θr、B、H圆弧段高度h1 r、α圆弧段以上水深 h2 r、α、h水深h r、α、h2衬砌渠槽高度H h、a1U型断面水力计算的任务是根据已知的渠道设计流量Q、渠床糙率系数n和渠道比降i求圆弧半径r和水深h。
由于断面各部分尺寸间的关系复杂，U型断面的设计，需要借助某些尺寸间的经验关系，如公式(4-57)和表4-21给出的经验关系。
设计步骤如下：(1)确定圆弧以上的水深h2,圆弧以上水深h2和圆弧半径r有以下经验关系：(4-57)式中： Na——直线段外倾角为a时的系数。
a=0时的系数用N0表示。
直线段的外倾角a和N0值都随圆弧半径而变化，见表4-21。
《山西省标准化U型渠道流量量测装置测流性能及水力特性研究》范文
《山西省标准化U型渠道流量量测装置测流性能及水力特性研究》篇一一、引言随着水利工程的不断发展，流量量测在水利工程中显得尤为重要。
作为中国重要的农业和工业基地，山西省的农业灌溉和水资源管理对于其经济发展具有重要意义。
因此，开展山西省标准化U型渠道流量量测装置的测流性能及水力特性研究，对于提高水资源利用效率、优化水资源管理、促进地方经济发展具有重要意义。
二、研究背景及意义山西省地处黄土高原，地形复杂，水资源相对匮乏。
因此，对U型渠道流量量测装置的测流性能及水力特性的研究，不仅有助于提高水资源利用效率，还能为水利工程的规划设计提供科学依据。
此外，该研究还能为其他地区的水利工程建设提供借鉴和参考。
三、研究内容与方法本研究采用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法，对山西省标准化U型渠道流量量测装置的测流性能及水力特性进行研究。
具体研究内容包括：1. 理论分析：通过查阅相关文献和资料，了解U型渠道流量量测装置的基本原理、结构特点及影响因素。
2. 实验研究：在山西省典型U型渠道进行实地测量，收集数据，分析U型渠道流量量测装置的测流性能及水力特性。
3. 数值模拟：利用计算流体动力学（CFD）软件，对U型渠道流量量测装置进行数值模拟，验证实验结果的准确性。
四、测流性能分析通过对实验数据的分析，发现山西省标准化U型渠道流量量测装置具有以下测流性能：1. 高精度：装置测量结果与实际流量值之间的误差较小，具有较高的测量精度。
2. 稳定性好：装置在长时间运行过程中，测量结果稳定，受外界干扰较小。
3. 适用性强：装置适用于不同流速、不同流量的测量，具有较广的适用范围。
五、水力特性分析通过对U型渠道流量量测装置的水力特性进行分析，得出以下结论：1. 流态稳定：U型渠道流量量测装置能够使水流保持稳定的流态，有利于提高测量精度。
2. 能量损失小：装置结构合理，能量损失小，有利于提高水资源的利用效率。
3. 抗堵塞性强：装置具有较好的抗堵塞性，能够适应复杂的地形和水质条件。
u型渠道过水断面面积的近似计算
u型渠道过水断面面积的近似计算我们需要了解u型渠道的基本形状。
u型渠道是一种常见的渠道形式，其横截面形状类似于字母“U”。
在实际应用中，u型渠道通常用于排水系统、灌溉渠道和河道等场景。
为了估计u型渠道过水断面的面积，我们可以使用简化公式。
其中，渠道的底宽和侧壁坡度是两个关键参数。
底宽是指u型渠道底部的宽度，侧壁坡度是指u型渠道侧壁的斜率。
根据经验公式，可以使用以下近似计算方法来估计u型渠道过水断面的面积：1. 首先，计算渠道的底面积。
底面积可以通过渠道的底宽和底部水深来计算。
底宽通常是已知的，而底部水深可以通过现场测量或其他方法获取。
将底宽乘以底部水深，即可得到底面积。
2. 然后，计算渠道两侧的侧面积。
侧面积可以通过两侧侧壁的长度和坡度来计算。
侧壁长度可以通过现场测量或其他方法获取，而坡度通常是已知的。
将侧壁长度乘以坡度，即可得到侧面积。
由于u 型渠道有两侧侧壁，所以侧面积需要乘以2。
3. 最后，将底面积和侧面积相加，即可得到u型渠道过水断面的近似面积。
需要注意的是，这种近似计算方法适用于u型渠道的简化情况，即底宽和侧壁坡度相对较小且渠道底部比较平坦的情况。
如果底宽和侧壁坡度较大，或者渠道底部不规则，则需要使用更精确的计算方法。
还需要注意单位的一致性。
在进行面积计算时，底宽、底部水深、侧壁长度和坡度的单位应保持一致，通常可以选择米或者其他合适的单位。
通过简化的近似计算方法，我们可以估计u型渠道过水断面的面积。
这种方法简单易用，适用于底宽和侧壁坡度相对较小的u型渠道。
在实际应用中，我们可以根据具体情况选择合适的计算方法，并结合现场实测数据进行验证，以确保计算结果的准确性和可靠性。
渠系建筑物中跌水的设计及运行中存在的问题
渠系建筑物中跌水的设计及运行中存在的问题摘要:在渠系建筑物中,跌水建筑物最为常用,但在设计及实际运用中还存在着不少问题。
其中最为普遍的是下游冲刷问题,特别是消力池以下渠道两堤岸边冲刷较为突出,成为渠道运行管理中的一大负担。
关键词:跌水;设计;运行;问题1前言在水利工程灌溉渠道设计中,当渠道通过地面坡度过陡的高塬川台或丘陵地带时,为了使渠道设计达到经济合理,尽量避免深挖方或高填方渠段,需根据渠道设计纵坡和实际地形状况,将渠底高程的落差适当集中,并在落差集中处修建跌水作为渠道上下游落差连接建筑物。
在农业灌溉设计中,跌水是最常用的渠系建筑物,但在设计及实际运用还存在着不少问题。
其中最为普遍的是下游冲刷问题,特别是大流量高流速下,渠道两堤岸边冲刷较为突出,成为渠道运行管理中的一大负担。
2产生冲刷的原因2.1工程设计布置不合理2.1.1空间水跃与立轴漩涡一般跌水多采用梯形断面的消力池作为主要消能设施,其水流属于低佛劳德数空间水跃性质,跃后断面水面高度和宽度均大于跃前断面。
由于这一水位差在两边坡上,前后断面的静压力不能平衡,很容易在水跃区的两侧产生一系列不对称的立轴漩涡,造成池内不稳定的颤跃流态。
虽然跃前佛劳德数并不大,池的深度也可以保证水跃完全淹没,但是水跃的横轴面辊因受两侧立轴漩涡的压抑,而大大降低了池内水跃的消能作用。
受压缩而潜行池底的急流,在立轴漩涡以后急剧扩散,沿池内两侧波涌而下。
如果消力池内未加辅助消能设施,或池后砌护连接段过短,则出池后的紊乱水流进入下游渠道后,不但呈现出断面上两侧流速偏大,而且水面波动剧烈。
这种两侧流速偏大和水面波涌拍击渠岸的现象,是跌水下游渠道两侧岸坡遭受冲刷的主要因素。
2.1.2边界对急流的影响由跌水下泄的急流,对于边界反应也很灵敏。
如果堰口、消力池的边界形状、尺寸以及辅助消能设施的形状、位置等不够合适,都将使下泄的急流流态恶化,产生折冲波涌,直接影响下游消力池内水跃流态能效果,从而造成出池水流波涌澎湃,更加剧了下游渠道堤岸的冲刷。
基于FLOW-3D的U型渠道板式流量测量装置有限元分析
基于FLOW-3D的U型渠道板式流量测量装置有限元分析杨峥【摘要】In order to study the hydraulic characteristics of the flow measurement device in the U-channel, the mathematical model is established based on the FLOW-3D software.The slope i of the bottom of the channel is 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/5000respectively.The 1/5000 channel was simulated, and its hydraulic characteristics were analyzed from the aspects of flow rate, free surface, angle of slab and flow.The research shows that the flow velocity in the U-shaped channel is symmetrically distributed in the lateral direction, the maximum flow velocity appears in the midline position, and the maximum flow velocity in the vertical direction appears in the water body;the longitudinal ratio of the free liquid surface will gradually increase with the increase of the slope of the bottom slope;The relationship between the plate angle and the flow rate is in accordance with the logarithmic distribution;under the same flow, the slope of the bottom of the channel is larger, and the angle of the angle plate is smaller.This conclusion has certain guiding significance for the plate flow measuring device in the actual flow measurement.%为了研究U 型渠道内板式流量测量装置测流时的水力特性, 以FLOW-3D软件为基础建立模型, 对渠底坡度i分别为1/500、1/1 000、1/2 000、1/5 000的渠道进行模拟, 从流速、自由液面、测角板角度与流量关系等方面分析其水力特性.研究表明:U型渠道内流速在横向呈对称分布, 最大流速出现在中线位置, 在垂向上最大流速出现在水体内部;自由液面纵向比将随渠底坡度的增大逐渐增大;侧角板角度与流量之间关系符合对数分布;在同一流量作用下, 渠底坡度越大, 测角板角度越小.这一结论对板式流量测量装置在实际测流中具有一定的指导意义.【期刊名称】《广东水利水电》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】6页(P69-74)【关键词】U型渠道;板式测量装置;测角板;流量;水力特性【作者】杨峥【作者单位】遂宁市公共资源交易服务中心, 四川遂宁 629000【正文语种】中文【中图分类】TV133在日常生活中量水建筑物多以水槽的形式呈现，各式各样的水槽方便了水流的输运和量测。
D50U型渠道板柱复合式流量量测装置测流性能及水力特性试验研究
D50U型渠道板柱复合式流量量测装置测流性能及水力特性试验研究灌区是我国的农业用水大户,随着我国农田灌溉规模不断扩大,发展节水型农业,提高灌溉水利用率,增强灌溉用水管理,已经成为农业可持续发展的必经之路。
U型渠道因其具有水力条件好、防渗效果好、抗外力性能强和节省空间等优点,自20世纪70年代以来,在我国各大灌区得到了广泛的应用。
虽然U型渠道已经得到广泛的使用,但其测流技术尚不完善,现有的测流装置不能够满足U型渠道量水精度高、实用性强等要求,因此寻求一种能够方便快捷且精准测流的流量量测装置是很必要的,而且系统地研究U型渠道的流速分布规律及水力特性,也是灌区量水工作中需要迫切解决的应用基础理论问题。
基于此,本文提出了一种新型的U型渠道测流装置—D50U型渠道板柱复合式流量量测装置,针对D50U型渠道在均匀流条件下进行试验研究,量测板柱复合式流量量测装置在测流过程中试验断面的流速和水位,分析并找出规律,以探究明渠水流流量的计量方法。
通过研究得到以下主要结论:1.板柱复合式流量量测装置在测流过程中测角板偏转角度随着渠道内水流流量的不断增加而增大,本文得出D50U型渠道板柱复合式流量量测装置在测流过程中测角板偏转角度的三角函数sin<sup>5.2</sup>θ与渠道水流流量的关系为线性函数关系,形如Q=m（sinθ）<sup>52</sup>,系数随测角板材质、尺寸、渠道规格的不同而变化。
2.采用MATLAB软件对板柱复合式流量量测装置测流过程中测角板偏转角度、渠道坡度和渠道流量三者的关系进行拟合,拟合关系式为:Q=1185sin<sup>25</sup>×i<sup>0.05234</sup>+2.021。
3.板柱复合式流量量测装置在测流过程中渠道内的水位随流量的增加而增加,本文得出D50U型渠道板柱复合式流量量测装置测流过程中渠道内的水位与流量的关系为二次多项式函数关系。
u形渠道竖向流速分布规律及测流技术研究
u形渠道竖向流速分布规律及测流技术研
究
U形渠道是一种常见的水利工程结构，其竖向流速分布规律对于渠道的设计和运行具有重要意义。
本文将探讨U形渠道竖向流速分布规律及测流技术研究。
U形渠道的竖向流速分布规律受到多种因素的影响，包括渠道形状、水深、流量、摩擦阻力等。
一般来说，U形渠道的流速分布呈现出“中高两侧低”的特点，即中央水流速度较高，两侧水流速度较低。
这是由于U形渠道的形状使得中央水流受到较少的摩擦阻力，而两侧水流受到较多的摩擦阻力所致。
此外，水深和流量也会影响竖向流速分布规律。
当水深增加或流量增大时，中央水流速度会增加，而两侧水流速度会减小。
为了准确测量U形渠道的流速分布，需要采用适当的测流技术。
目前常用的测流技术包括流速计、流量计和涡街流量计等。
其中，流速计是一种直接测量水流速度的仪器，可以通过在不同深度处测量水流速度来确定竖向流速分布规律。
流量计则是一种间接测量水流速度的仪器，通过测量渠道横截面积和水流速度来计算流量，从而确定竖向流速分布规律。
涡街流量计则是一种利用涡街效应测量水流速度的仪器，可以在不同深度处测量水流速度，从而确定竖向流速分布规律。
U形渠道的竖向流速分布规律对于渠道的设计和运行具有重要意义，
需要采用适当的测流技术进行准确测量。
未来，随着科技的不断发展，我们相信会有更加先进的测流技术出现，为U形渠道的设计和运行提供更加精确的数据支持。
U型渠水力计算公式
U型渠水力计算公式U型渠是一种常见的渠道形式，主要应用于农田排灌、水利工程以及城市雨水排水系统等领域。
在U型渠设计和水力计算中，有一些常用的公式可以用来计算流量、水深等参数。
以下是一些常用的U型渠水力计算公式。
1.流量计算公式：U型渠的流量计算公式主要有曼宁公式和查克森公式两种。
其中，曼宁公式是最常用和普遍适用的公式。
曼宁公式：Q=(1.486/n)*A*R^(2/3)*S^(1/2)其中，Q为流量（m³/s），n为曼宁粗糙系数，A为截面面积（m²），R为湿周（m），S为水流坡度（m/m）。
查克森公式：Q=(1.075/n)*A*R*S^(1/2)其中，Q为流量（m³/s），n为查克森系数，A为截面面积（m²），R为湿周（m），S为水流坡度（m/m）。
2.水深计算公式：U型渠的水深可以通过曼宁公式中的截面面积A计算得到。
水深（深度）h=A/B其中，h为水深（m），A为截面面积（m²），B为底宽（m）。
3.临界水深计算公式：临界水深是指水流速度和压力所能达到的最大值，超过该水深后，水流动能转变为压力能，发生跌水现象。
临界水深h_c=(Q^2/(g*A^2))^0.2其中，h_c为临界水深（m），Q为流量（m³/s），g为重力加速度（9.81m/s²），A为截面面积（m²）。
4.断面形状系数计算公式：断面形状系数用于表示U型渠的截面形状，一般取决于渠底与渠壁的比例。
断面形状系数K=B/(h+2h_x)其中，K为断面形状系数，B为底宽（m），h为水深（m），h_x为距渠底1/4处的高度（m）。
5.波速计算公式：波速是指水波在渠道中的传播速度，可以用来计算冲击力和激浪的压力。
波速c=(g*h)^(1/2)其中，c为波速（m/s），g为重力加速度（9.81m/s²），h为水深（m）。
以上是一些常用的U型渠水力计算公式，它们可以帮助工程师和设计者在U型渠项目中进行流量、水深等参数的计算和设计。
小型U形渠道标准断面量水的简化方法
小型U形渠道标准断面量水的简化方法
王红雨;周斌
【期刊名称】《中国农村水利水电》
【年(卷),期】2009()10
【摘要】针对宁夏项目区农民用水协会(WUA)组织内部实施量水到户遇到的实际问题,考虑到农业综合开发田间配套工程中已在农渠等小型U形渠道上修建了部分用于渠道量水的标准断面,提出了流速服从紊流型态的普朗特指数分布规律的小型U形渠道断面测流的简化方法以及相应的断面流量计算公式。
算例表明,与采用量水堰测流或分层测流计算结果相比较,简化方法的误差小于10%。
但是,简化方法所基于的断面流速分布规律以及在U形渠道中垂线上所选择的代表断面平均流速测流位置的有效性,还有待于进一步研究。
【总页数】4页(P99-102)
【关键词】U形渠道;断面测流;简化计算
【作者】王红雨;周斌
【作者单位】宁夏大学土木与水利工程学院;宁夏回族自治区农业综合开发办公室【正文语种】中文
【中图分类】TV133
【相关文献】
1.标准U形断面渠槽收缩水深简化计算 [J], 滕凯
2.标准U形过水断面渠槽临界水深的简化计算公式 [J], 滕凯
3.U形渠道测流的U形量水糟 [J], 赵乃熊;张志昌;刘亚菲
4.小型U形渠道适宜量水设备浅析 [J], 戚玉彬;张月云;罗江海
5.U形渠道适宜量水设施及标准化研究 [J], 吴景社;朱风书;康绍忠;朱晓群;刘海军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
u形渠道的水力最佳断面及正常水深的计算
u形渠道的水力最佳断面及正常水
深的计算
U型渠道的水力最佳断面是指在一定条件下，给定一定的渠底断面形状，能够使得渠道具有最小水力损失的断面积。
U型渠道的水力最佳断面及正常水深的计算，包括断面形状、断面面积、正常水深和水力损失四个方面。
一、断面形状 U型渠道水力最佳断面形状是由水力学原理决定的，经过大量实验研究表明，渠道断面形状最佳的是一种中央凹部，周围凸部的形式，即U型渠道的断面形状。
二、断面面积 U型渠道的断面面积可以根据渠道流量进行计算，在保证水力最佳断面形状的前提下，根据渠道流量不同，可以计算出渠道的断面面积。
三、正常水深正常水深是指渠道在正常情况下的水深，在计算U型渠道的正常水深时，需要考虑到渠底护坡、渠堤高度和渠道水力损失等因素，根据其中的每个因素，依次进行计算，并综合考虑，最后得出U型渠道的正常水深。
四、水力损失水力损失是指在渠道中所发生的损失，在计算U型渠道的水力损失时，需要考虑到渠底护坡、渠
堤高度、渠道断面形状和断面面积等因素，根据其中的每个因素，依次进行计算，并综合考虑，最后得出U型渠道的水力损失。
总之，U型渠道的水力最佳断面及正常水深的计算，需要考虑断面形状、断面面积、正常水深和水力损失四个方面，根据各个因素的影响，综合考虑，最终得出U型渠道的最佳断面形状和正常水深。
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关 系 曲线 ， 拟合 其 经验关 系 为 ：
ｍ ＝ ０ ． ｏ ０ ７ ・ （ ） ０ ． ０ ４ １ １ （ ） ＋ ０ ． ３ ４（ 手 ）
（ ２ ）
槽． Ｕ形 渠 道 直壁 式 量水 槽 ． Ｕ形 渠 道 便 携 式量 水 槽， Ｕ形渠 道平 底抛 物线 形量水 槽 ， 三角 形剖 面堰 。
出 了跌坎 上 水深 与 临 界水 深 的关 系 ．并 且 得 出了
ｍ ＝ ０ ． ０ ７ ９ ０ ・ 鲁＋ ０ ＿ ｌ ７ ４ ３ （ Ｄ ）
径： ｈ为跌 坎上 水深 。 其方 程 为 ：
（ ３ ）
式 中： 为跌坎上水 头 ； Ｄ 为 Ｕ 形 渠 道 的 直
图３ 、 ４是 相 对 水 头 和 相 对 水 深 的线 性 关 系 。
但 是 前 述 的各 种 量 水 设 施 为 了保 证 量 水 精 度 ． 往
往施工难度大 。 或者容易毁坏 ， 维护困难 ， 而造 成 测 量精 度不 准 ｔ ３ １ ２ ０ ０ ３年 Ｄ ｅ ｙ 用 理论 分析 的方 法研 究 了 自由跌 流 ．他 主要 运 用 了在 布辛 奈 斯 克 近似 法 条 件下 的动量 方 程来 获 得跌 坎 上 的水 深 他得
第０ ｌ期 （ 总第 ３ ８ ０期 ）
［ 文章编 号］１ ０ ０ ９ — ２ ８ ４ ６（ ２ ０ １ ４ ）０ １
水
利
２ ０ １ ４年 ０ １ 月
Ｕ形渠道 自由跌水测流
陈 小攀 （ 四川 大 学水利水 电学院 ，四川 成都 ６ １ ０ ０ ６ ５ ）
３ 推 求 公 式误 差 分 析
＋ ｏ ． ３ ４ ］ ・ 争
（ ７ ）
（ ２ ． ７ ８ ９ ９ － ０ ． ４ ３ ｌ ５ ）（ 争 ＜ ）
计 算 流 量 和试 验 所 得 的流 量 进 行 比较 ．并 进
行误 差分 析 ， 如图 ５ （ ａ ） 、 ５ （ ｂ ） 所示 。
式中： Ｈｏ 为跌坎 上水 头 ： Ｄ 为 Ｕ形 渠 道 的 直 径： Ｈ 为跌 坎 上水深 。
０ ５ １ ０ １ ５ ２ ０ ２ ５
图５（ ａ ） 实测流量与计算流量进行比较 （ Ｄ ＝ １ ３ ０ ｍｍ）
ｍ
ｎ ｎ ０ ０ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
［ 摘要 ］本文主要基于 Ｄ ｅ ｙ（ ２ ０ ０ ３ ）在水平的 Ｕ形渠道上 的试验 ，运用堰高为零的薄壁堰模型 ，采用曲线拟合、
无 量 纲 分析 的 方 法得 出 Ｕ 形 渠 道 上 流 量 关 于跌 坎 边 缘 水 深 的 解 析 式 。 这 种 量 水 方 式 不仅 能 够 运 用 于 清 水 的 测 量 ，而 且 能 够作 为 测 量 含 沙 量较 大 的量 水 设 施 。 得 出公 式 简 单 ，便 于 实用 ，计 算精 度相 对误 差 在 ５ ． ２ ６ ％以 内 。
图 ２ 流 量 系 数 ｍ 与 Ｈ ｏ ｌ Ｄ 关 系 曲 线（ 等 ≥ ）
鲁 ＝ ２ ． ７ ８ ９ ９ ・ ｈ － ０ ． ４ ３ １ ５ （ Ｄ ＜ ＾ ） （ ４ ） 鲁 ＝ ２ ． ４ ３ ０ ７ ・ ｈ ＿ ０ ． ０ ９ ６ ５ （ 争 （ ５ ）
Ｑ（ ｍ ３ ／ ｓ ）
８ ７ Ⅲ ４ ２ Ｏ ｍ ８ 瞄 ６ ４ 耋 ｝咖 ０
０ ． ５ ０
１ ． ０ ０
１ ． ５ ０
跌 坎上 的水 深 的关系 ， 并给 出计 算公 式 。
２ Ｕ 形 渠 道 量 水 堰 的水 力 计 算
当 缓 坡 渠 道 末 端自 由 跌 落 时 ， 会 形 成 自 由 跌
［ 收 稿 日期 ］ ２ ０ １ ３ － － ０ ８ — ２ ８
图 １流 量 系 数 ｍ 与 关 系 曲 线（ 争 ）
实施 节 水措 施 ． 搞 好计 划 用水 ． 科学 用 水 时 目 前合 理利用 有限水 资源 的基本 途径 ． 而 流量 的量测 是 加强用水管 理的重要基础 。灌 区量水 工作 已得 到
国 内外广泛 的重视 ， 量水技术 取得 了明显进 展 。【 ｌ Ｉ 习
Ｑ ＝ ｍｂ Ｖ２ ｇ Ｈｏ
流 量关 于相 对 临界 水深 的公 式 （ 用试 验 得 到 了验 证） 。但 是 该 方 程 中 的相 对 临界 水 深 的值 很 难 确 定． 而且 没 有给 出普 遍 的求 解 方 法 。 本 文 是 基 于 Ｄ ｅ ｖ做 的试 验 。 以不 同 的分 析 方 法 ， 来 确 定 流量 和
［ 关 键 词 ］Ｕ形 渠 道 ； 自由跌 流 ；量 水 堰 ［ 中 图分 类 号 ］Ｔ ｖ １ ３ ２ ￣ ． ２ ３ ［ 文 献标 识码 ］Ｂ
落， 水 流 以水 舌 形式 自由泄 落 。所 以 ， 可 以将 这种 跌水 看成 是堰 高 为零 的薄壁 堰 。
自由 出流 时 薄壁堰 的流 量公 式 为 ：
为重 力加 速度 ； 风 为跌坎 上水 头 。
（ １ ）
式中 ： ｍ 为流 量 系 数 ； ｂ为 Ｕ 形渠 道 的宽 度 ； ｇ
图 １ 、 ２是 以堰流 公式 整 理 的流量 系数 ｍ 和 的
随着 Ｕ形 渠道 的发 展 和 灌 区量 水 的 需 求 ． 形 渠道 的量 水 问题 成 为 迫切 需要 解 决 的 问题 我 国
［ 作者简介］ 陈小攀 （ １ ９ ９ ０ 一 ） 男， 河 南许 昌人 ， 四） １ １ 大 学 水 利 水 电 学 院 硕 士研 究 生 ， 研 究方向： 农业水土工程。
一
１ ９—
吉林 水利
Ｕ形渠 道 自 由跌 水测 流
陈小攀 ２ ０ １ ４年 ０ １月
Ｑ ＝ ［ ０ ． ０ ０ ７ 一 ｏ ．