流速—水位法測量明渠斷面流量.pdf

1、本文在明渠斷面流量測量方法和明渠斷面流速分布研究現(xiàn)狀文獻(xiàn)綜述的基礎(chǔ)上，提出了目前明渠斷面流量測量方面的缺陷和不足。針對矩形、梯形等規(guī)則斷面明渠，采用現(xiàn)場實測資料分析和數(shù)值仿真相結(jié)合的手段，研究了規(guī)則明渠斷面流速分布規(guī)律，建立了矩形、梯形等規(guī)則明渠斷面流速分布的經(jīng)驗公式。最后提出了“流速—水位法”自動量測明渠斷面流量的基本原理和測量步驟。主要研究內(nèi)容如下：
　　 1)為研究矩形、梯形斷面明渠的流速分布，建立了一個三維紊流數(shù)學(xué)模型，

2、并應(yīng)用實測資料對數(shù)學(xué)模型及參數(shù)進(jìn)行了驗證。運用該三維紊流數(shù)學(xué)模型，對2種底坡、2種糙率以及3種寬深比組合情況下的矩形、梯形斷面明渠水流的流速分布進(jìn)行了數(shù)值仿真，建立了矩形、梯形斷面明渠垂線流速分布律和垂線平均流速橫向分布律，并應(yīng)用實測資料驗證了上述流速分布律。結(jié)果表明，在明渠底部內(nèi)區(qū)流速分布能很好地符合對數(shù)分布律，但在明渠外區(qū)流速分布就開始偏離對數(shù)分布而趨于二次拋物線分布(矩形斷面)或乘冪函數(shù)分布(梯形斷面)，垂線平均流速沿橫向的分布接

3、近于乘冪函數(shù)分布；所給出的斷面流速分布經(jīng)驗公式為矩形、梯形斷面明渠流量的精確測量提供了理論依據(jù)。
　　 2)針對現(xiàn)有明渠流量測量方法的不足，提出了一種規(guī)則斷面明渠流量的自動測量方法—“流速—水位法”。首先基于規(guī)則明渠斷面流速分布的經(jīng)驗公式，給出“流速—水位法”測量明渠斷面流量的基本原理、計算公式及測量步驟；然后應(yīng)用該法對某實際灌區(qū)的兩個典型斷面進(jìn)行流量測量，并與流速—面積法的實測結(jié)果作對比，兩者符合的較好，說明本文所提出的“流速