2017年6月,国家发改委、财政部、水利部等部委印发了《关于扎实推进农业水价综合改革的通知》,明确新建、改扩建农田水利工程要统一规划,统一建设标准,按照满足取用水管理和计量收费的需要,同步配套经济适用的计量设施。
在这一政策背景下,各大灌区纷纷开始对灌区渠道进行流量计量监测。
总体来说,灌区灌溉渠道量水方法有流速仪量水、标准断面法量水、渠系建筑物量水、量水堰量水、量水槽量水等。
其中,针对灌区支斗渠及以下小型渠道,根据渠道纵坡、水流含沙量等情况,我们一般采用量水堰、量水槽进行计量。
因此,本文主要围绕量水堰槽的量水原理、比选原则进行阐述。
三角形量水堰,过水断面为三角形缺口,角顶向下,角度可制成20°、45°、60°,90°以及120°等不同的角度。通常采用的是90°的,称为直角三角形量水堰。
三角形量水堰结构简单,造价低廉,观测方便,精确度较高。缺点是过水能力较小,如过堰水流呈潜没状态〈即下游水位高于堰口)时,计算复杂,精度降低。因此,一般适用于比降较大或有跌差的小型渠道上(如毛渠和试验地段的输水沟)。
直角三角形量水堰结构尺寸可按下表进行设计:
其流量计量公式如下:
梯形堰是锐缘薄壁收缩堰的一种。梯形量水堰为上宽下窄的梯形缺口,堰口侧边通常为4:1(竖:横)的斜边,堰口呈锐缘形状。
梯形堰的特点:结构简单、造价低廉。易于制造、测计方便。梯形虽水堰壅水较高,损失水头较大,不易通过泥沙,适于安设在比降大、含沙量小的渠道上。当流量在100~1000升/秒之间,精度较高,平均误差约为±2 %。
梯形量水堰结构尺寸可按下表进行设计:
其流量计量公式如下:
矩形薄壁堰分为无侧收缩和有侧收缩两类;堰顶宽度与行近渠槽等宽时称为无侧收缩矩形薄壁堰;堰顶宽度小于行近渠槽宽度时为有侧收缩的矩形薄壁堰。矩形薄壁堰前泥沙容易沉积,影响测流精度,一般在坡降较大的顺直平滑的矩形清水渠道上使用。
其流量计量公式如下:
量水槛由上游行近渠道和喉道组成。喉道断面与渠道断面相同。横断面有矩形、梯形、三角形或其他规则的曲线形状。
长喉槽由进口段、前缘段(部分长喉槽无前缘段)、收缩段、喉段、扩散段组成,梯形长喉槽的结构形式如图所示。

其流量计算公式如下:
巴歇尔量水槽具有水头损失不大,壅水高度小,不易淤积等特点。因此,量水精确度较高,在渠水含沙量大而比降小的渠道上仍适于使用。
巴歇尔量水槽,结构较为复杂,造价较高,宜做成固定式的。可用木、砖、石或混凝土等材料制成。还可制成预制构件,临时装配。
巴歇尔量水槽由进口收缩段、喉道、出口扩散段及上下游水尺组成。自由流下量水精度高,测流比率大,损失水头小;结构复杂,造价高,施工困难;当淹没度大于90%时,精度降低很多,不宜在经常发生严重淤积的渠道上使用。
巴歇尔量水槽结构尺寸可按下表进行设计:
其流量计量公式如下:
矩形无喉道量水槽为巴歇尔槽的改进形式。突出优点是结构简单,造价低,施工易,抗杂物泥沙干扰强,自由出流和淹没出流量水精度均较好;但有必要对各种型号进行测试,确定精确参数,以便推广应用。
矩形无喉道量水槽结构尺寸可按下表进行设计:
U形渠道量水槽包括抛物线形量水槽和直壁槽式弓形底量水槽。该堰结构简单,其形状与U型渠道十分协调,造价低廉,易于施工,坚固耐用,量水精度高,壅水高度小,过流能力强。
U形渠道量水槽结构尺寸可按下表进行设计:
其流量计量公式如下:
以上就是灌区量水堰、量水槛设计的全部内容。