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狀文獻綜述的基礎上，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，采用現場實測資料分析和數值仿真相結合的手段，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學模型，

2、并應用實測資料對數學模型及參數進行了驗證。運用該三維紊流數學模型，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行了數值仿真，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，并應用實測資料驗證了上述流速分布律。結果表明，在明渠底部內區(qū)流速分布能很好地符合對數分布律，但在明渠外區(qū)流速分布就開始偏離對數分布而趨于二次拋物線分布(矩形斷面)或乘冪函數分布(梯形斷面)，垂線平均流速沿橫向的分布接

3、近于乘冪函數分布；所給出的斷面流速分布經驗公式為矩形、梯形斷面明渠流量的精確測量提供了理論依據。
　　 2)針對現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；然后應用該法對某實際灌區(qū)的兩個典型斷面進行流量測量，并與流速—面積法的實測結果作對比，兩者符合的較好，說明本文所提出的“流速