巴歇爾槽水力特性試驗(yàn)研究

    渠道量水是灌溉用水管理的基本條件,是一項(xiàng)基礎(chǔ)且關(guān)鍵性的技術(shù),對(duì)灌區(qū)節(jié)水、實(shí)現(xiàn)水資源高效可持續(xù)利用具有重要意義。人們?yōu)榱烁行У乩盟Y源而不斷探尋更精確的量水和更科學(xué)的管理水資源的方法和措施。其中量水槽是一種廣為接受的量水設(shè)施,經(jīng)Ralph Parshall改造而成的巴歇爾量水槽又是眾多量水槽中最為常見(jiàn)的,一經(jīng)面世,巴歇爾量水槽的應(yīng)用就迅速擴(kuò)展到工業(yè)和市政等領(lǐng)域,并成為應(yīng)用范圍最廣的量水設(shè)備之一(Genovez et al. 1993:1081)。人們也對(duì)巴歇爾量水槽進(jìn)行了大量的后續(xù)研究。本文在前人研究的基礎(chǔ)上運(yùn)用理論研究與模型試驗(yàn)相結(jié)合的研究思路與方法,對(duì)巴歇爾量水槽的各種水力特性進(jìn)行了深入系統(tǒng)的分析,主要的研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:1、總結(jié)了巴歇爾量水槽的研究進(jìn)展,闡述了巴歇爾槽的測(cè)流原理及安裝運(yùn)行需注意事項(xiàng)。在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上得出了自由流和淹沒(méi)流情況下巴歇爾量水槽的流量公式。結(jié)果表明,流量公式簡(jiǎn)明實(shí)用,量水精度均達(dá)到了量水規(guī)范對(duì)灌區(qū)量水設(shè)施的要求,特別是淹沒(méi)流情況下流量計(jì)算精度有了較大提高。2、研究了巴歇爾量水槽的壅水高度,壅水高度隨流量的增大而增大,自由流情況下上游水深與巴歇爾槽壅水高度間存在顯著的指數(shù)擬合關(guān)系。3、分析了巴歇爾槽水頭損失的機(jī)理及影響因素。量水槽過(guò)槽水流水頭損失包括槽前收縮段、喉口段以及下游擴(kuò)散段三部分。將過(guò)槽水頭損失全部看作局部水頭損失,經(jīng)過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析得出了水頭損失與上游水深的關(guān)系。結(jié)果表明不同流量下巴歇爾槽水頭損失與水深間存在顯著的線性關(guān)系,相同流量時(shí)自由流條件下水頭損失大于淹沒(méi)流情況。4、研究了各流量下沿渠道各控制斷面的佛汝德數(shù)分布情況。繪制了斷面比能曲線,并通過(guò)試算法得到了各流量下的臨界水深值,得到了臨界水深斷面基本上處于喉口斷面前5cm的結(jié)論。5、測(cè)量并分析了控制斷面上各組流量下渠道及量水槽內(nèi)水流在表、中和底層沿縱向、橫向和垂向的流速分布情況。6、對(duì)多泥沙情況下巴歇爾槽的運(yùn)行情況做了初步的研究,結(jié)果表明自由出流情況下,巴歇爾槽槽身段不會(huì)有大量沙子的存留,這就保證了巴歇爾槽在多泥沙渠道工作時(shí)的測(cè)流精度。