陡坡U型渠道量水槽适宜收缩比研究

发布时间：2024-05-17 23:42

　　为了找到对坡度大于1/200的U型渠道量水槽较为适宜的收缩比,以椭直形量水槽为研究对象,选择4种规格、6种坡度的U型渠道,设计7种收缩比开展了灌区田间试验。基于量纲分析法推求相对流量和相对水深的函数关系,并结合田间试验数据拟合出量水槽的流量公式,对比分析了量水槽的测流精度、佛汝德数和壅水高度。结果表明:坡度大于1/100时,量水槽无法测流;对于坡度在1/200～1/100之间的U型渠道,当量水槽的收缩比控制在0.550～0.580时,槽前佛汝德数均小于0.5,测流精度较高,平均相对误差为2.22%,最大相对误差为5.0%,槽前最大壅水高度为16.6 cm,不影响渠道的正常运行。研究成果可为陡坡U型渠道量水槽选择适宜的收缩比提供参考。

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【部分图文】：

图1椭直形量水槽构造

试验渠道为灌区4条不同规格的U型渠道,选取6种渠道坡度,坡度范围在1/148～1/50之间。U型渠道由过渡段渠道与灌区干渠相连,过渡段渠道有矩形渠道或梯形渠道两种形式,分别配套标准的巴歇尔量水槽和梯形量水堰,并定期校准。巴歇尔量水槽的喉口宽度为0.5m,梯形量水堰的堰口下底宽0....

图2相对水深与相对流量的关系

式中,Q为自由出流时的流量,m3/s;Bc为喉口宽度,m;h为上游水深,m;g为重力加速度,m/s2。3量水性能对比分析

图3流量与佛汝德数的关系

本次试验中,用始终处于槽前壅水范围以内的量水槽上游水尺来计算佛汝德数。从图3可以看出,试验中椭直形量水槽槽前佛汝德数均小于0.558。要满足佛汝德数不大于0.5的测流条件,对于坡度大于1/200的U型渠道,适宜收缩比应小于0.6。对于倾角为8.5°的D60型U型渠道,当坡度为1/....

图4流量与壅水高度的关系

试验中还发现,坡度为1/101时的壅水高度明显大于其他坡度。坡度越大,量水槽的壅水高度就越大。坡度大的渠道,要达到量水槽的测流条件,保证测流精度,只能选择较小的收缩比,此时量水槽的收缩窄束使槽前壅水高度显著变大。因此,对于坡度大且渠道衬砌深度小的U型渠道,在量水槽能覆盖渠道灌溉流....

本文编号：3976136