[发明专利]弧形薄壁量水堰

说明书

技术领域

本发明涉及一种水工程领域的量水构筑物，具体是一种堰口为弧形的薄壁堰，适用于流量变化范围较大的测量场合。

背景技术

堰是指缓流明渠中设置堰墙或两边束窄的边墙等水工建筑物形成的挡水设施，主要用于泄流以控制河流或渠道中的水位或计量过流流量。在水工程中，常根据不同的建筑条件及使用要求，建造不同类型的堰，来满足各种泄流或流量计量要求。

用于测量流量时，要测量堰上水头，并通过事先标定好的流量与堰上水头关系获得流量。

薄壁堰具有结构简单，流量计量精确的优点而被广泛应用。其中三角形开口的薄壁堰可以在较小流量下获得较大的堰上水头，因而读数误差小，计量准确。然而在流量较大时，堰上水头也很大，会影响泄流能力。与之对应的是矩形堰或梯形堰，但它们在小流量下堰上水头较小，难以准确计量。显然，小流量下准确计量与大流量时的泄流能力之间存在矛盾。

发明内容

为克服现有的三角形薄壁堰不能同时兼顾精确测量小流量和有效泄放大流量的不足，本发明设计一种堰口为弧形的薄壁堰，与现有三角形，矩形或梯形薄壁堰相比，本发明的有益改进是：

1、当明渠的水流流量较小时，其堰上水头较大，能精确测量流量；

2、大流量时可以有效泄流并可以进行一定精度的流量测量。兼顾了小流量时的高精度和大流量时的泄流能力要求，有效提高了装置的量程比。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明包括：堰口为弧形的堰板、侧板和避免水面波动和过滤大尺度杂质的稳流格栅。测量时，测得堰板开口的底端至上游液面之间的水位差值，该水位差称为“堰上水头”，经过已知流量率定堰上水头与流量的关系，该堰即可用于测量未知的流量。

本发明广泛适用于各种明渠流量测量，尤其适用于监测雨水径流流量，因为初期雨水污染程度较高，评估雨水污染总量时，对小流量时的测量精度提出更高的要求。此发明弧形堰结构简单，造价低，操作方便，具有很高的实用价值。

附图说明

附图1为本发明堰板正视图。

附图2为本发明装置轴测图。

弧形薄壁堰由弧形堰板1、侧板2、底板3和稳流格栅4构成，弧形堰板1垂直于底板3设置，侧板2也垂直于底板3并与弧形堰板1的两边连接，稳流格栅4设置在弧形堰板1上游，弧形堰板1和稳流格栅4所用材料是耐腐蚀或经过防腐蚀处理的金属或塑料薄板，其他结构没有材料限制。

所述弧形堰板1堰一定曲率的弧形，所述侧板2是顺水流方向的直立板或墙，与弧形堰板1的两端连接，也与底板3连接。

所述底板3是为满足固定弧形堰板1、侧板2和稳流格栅4并防止水流渗漏和冲刷要求而设置的。

所述稳流格栅4与弧形堰板1平行设置，稳流格栅4上均匀布置栅条。

其工作原理是：水流经稳流格栅4及弧形堰板1流出，由于受到弧形堰板1的阻挡，水位会升高，其堰上水头与流量之间存在一一对应关系，实际使用之前，记录一系列已知流量与堰上水头的关系，在实际使用时即可通过测得的堰上水头获得与其对应的流量值。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例是在本发明技术方案前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：弧形薄壁量水堰装置

该弧形薄壁堰主要是由弧形堰板1、侧板2、底板3和稳流格栅4构成，弧形堰板1垂直底板3设置，侧板2也垂直于底板3与堰板1的两边连接，稳流格栅4与堰板1平行设置。所用材料是厚为5mm的塑料板。

所述弧形堰板1堰口部分是由两个扇形组成，形成倒“人”字形。

所述侧板2是顺水流方向的薄壁直立板，与弧形堰板1的两侧连接，也与底板3连接。

所述底板3是为满足固定弧形堰板1、侧板2和稳流格栅4并防止水流渗漏和冲刷要求而设置的。

所述稳流格栅4设置在堰入水口前方且与弧形堰板1平行设置。稳流格栅4上均匀布置栅条。

所述各部件组合成一完整的堰流测量装置后，先在实验室进行率定，得出流量—堰上水头关系曲线图。把所述弧形薄壁堰置于某一下凹绿地的入水口。记录不同时间的堰上水头，通过查流量—水头关系曲线图即可得到该入水口的径流流量。此发明的弧形薄壁堰，在降雨初期道路径流流量较小时，可精确测量，雨量较大时，也可快速泄流并兼顾测量，大大提高了普通薄壁堰的量程比，且不影响入水口的过流能力。