梯形渠道跌水口量水試驗(yàn)研究.pdf

1、跌水為水利工程中一種較為常見的落差建筑物，特別在我國廣大丘陵塬坡地區(qū)的渠道輸水工程中采用的較為普遍。在修建了跌水的渠道工程中，如果能利用跌水口來精準(zhǔn)量水，將可以減少因灌溉系統(tǒng)設(shè)置量水設(shè)施所產(chǎn)生的水頭損失，既可節(jié)省大量附加量水設(shè)備的建設(shè)費(fèi)用，又可以減少工程量，是一種較為經(jīng)濟(jì)、簡便的量水方法。因此，研究如何利用跌水口精準(zhǔn)量水、確定影響其過水能力的因素以及水流的水力特性，具有重要的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)保證農(nóng)田灌溉、發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)起到一定的作用。

2、 本文是在梯形渠道上選用矩形跌水缺口形式，采用兩種連接漸變段形式——扭面和隔墻，每一種漸變段分別采用四種不同的缺口厚度(δ=0.02m、0.075m、0.13m、0.19m)和四種不同的缺口寬度(bc=0.14m、0.2m、0.25m、0.3m)進(jìn)行了組合試驗(yàn)，并取得了初步的研究成果。 結(jié)合理論分析和試驗(yàn)研究，通過建立無量綱數(shù)相對(duì)臨界水深hk/bc與相對(duì)上游水深H0/bc之間的函數(shù)關(guān)系，得到了在自由溢流狀態(tài)下利用跌水口量水的流量

3、公式，由此建立的流量公式滿足量綱和諧性，且流量公式簡單、測流精度較高。在連接漸變段為扭面時(shí)，利用無量綱分析得到的流量公式計(jì)算所得流量與實(shí)測流量的相對(duì)絕對(duì)值誤差最大為3.615％，最小為2.168％；當(dāng)連接漸變段為隔墻時(shí)，利用無量綱分析得到的流量公式計(jì)算所得流量與實(shí)測流量的相對(duì)絕對(duì)值誤差最大為4.941％，最小為3398％。并且得出連接漸變段為扭面時(shí)的泄流能力大，測流精度高，為跌水進(jìn)口段較好的連接形式。 通過試驗(yàn)驗(yàn)證分析，發(fā)現(xiàn)跌水

4、的流量系數(shù)值除了與上游渠道水深、缺口的形式和連接漸變段的形式等因素有關(guān)外，還與缺口的厚度有著密切的聯(lián)系。本文通過建立兩無因次數(shù)M/ζ與δ·bc/H02之間的函數(shù)關(guān)系，得出在不同條件下流量系數(shù)的對(duì)數(shù)計(jì)算公式。并且得出流量系數(shù)M隨著流量的增大而增大；在相同的流量與相同的缺口厚度情況下，缺口寬度越大，流量系數(shù)越小；反之，若缺口寬度越小，則流量系數(shù)越大。在同一缺口厚度的情況下，佛汝德數(shù)Fr隨著缺口寬度的增大而增大；在相同缺口寬度的情況下，缺口的