[发明专利]一种堰槽组合量水设施

权利要求书

1.一种堰槽组合量水设施，包括量水槽，由两侧壁(1)相对设置构成，其特征在于，还包括两个量水堰(2)，设于量水槽两侧，

所述量水槽包括依次连接设置的分水段、矩形段、收缩过渡扭面段与梯形窄段，分水段为水流入口，梯形窄段为水流出口，分水段两侧壁高度从水流入口处从零逐渐增大至与矩形段高度相同，收缩过渡扭面段的进水口大于出水口，梯形窄段的顶部大于底部，记矩形段高度、收缩过渡扭面段高度与梯形窄段高度为d；

量水堰对应设于收缩过渡扭面段与梯形窄段处，量水堰包括迎水面与背水面，迎水面设于靠近水流入口一侧高度从d1逐渐增加至d，背水面设于靠近水流出口一侧高度从d逐渐减小至d2，背水面的出口端面与梯形窄段水流出口平齐。

2.如权利要求1所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述分水段进口处量水槽的两侧壁面为半圆状，分水段两侧壁高度呈45度夹角逐渐增加，分水段与水流接触端呈半圆状。

3.如权利要求2所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述两个量水堰(2)结构相同，对称设于量水槽两侧，且两个量水堰为三角形剖面堰。

4.如权利要求3所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述量水堰迎水面d1小于背水面d2，d1、d2均大于0。

5.如权利要求4所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，各所述量水堰靠近量水槽一侧的堰高为P₁，远离量水槽一侧的堰高为P₂，各量水堰的宽度为n，堰顶臂坡角度w为：

6.如权利要求5所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述矩形段高度、收缩过渡扭面段高度与梯形窄段高度为d：

d＝0.1B (1)

ε＝b/B (2)

其中，B为河道宽度，单位：m；ε为槽宽收缩比，b为量水槽出口底部宽度，单位：m；d为矩形段高度、收缩过渡扭面段高度与梯形窄段高度，单位：m。

7.如权利要求6所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，分水段沿水流方向长度L1、矩形段沿水流方向长度L2、收缩过渡扭面段沿水流方向长度L3、梯形窄段沿水流方向长度L4：

L₁＝6·ε·d (3)

L₂＝5·ε·d (4)

L₃＝15·ε·d (5)

L₄＝10·ε·d (6)

其中，L1、L2、L3与L4单位：m。

8.如权利要求7所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述量水槽侧壁壁厚s：

s＝0.16b (7)

其中，s单位：m。

9.如权利要求8所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，所述量水堰高度P＝d，迎水面坡度为1:2，长度为L_迎水＝P，高度d1＝P-0.5L_迎水；背水面坡度为1:5，长度为L_背水＝2P，高度d2＝P-0.2L_背水，所述量水堰单个宽度n＝0.5B-b-s，

其中，B为河道宽度，单位：m；b为量水槽水流出口底部宽度，单位：m；s为量水槽侧壁壁厚，单位：m。

10.如权利要求9所述的堰槽组合量水设施，其特征在于，采用量水槽内过流两侧三角形剖面堰不过流时，量水槽内过流流量为：

C_dv＝0.4403(h₄/d)²+0.0941(h₄/d)+1.1602(9)

其中，Q₁为量水槽内过流流量，单位：m³/s；C_dv为堰槽组合槽内过流的综合流量系数；b为量水槽出口底部宽度，单位：m；g为重力加速度，g＝9.81m/s²；h4为量水槽内中垂线上控制断面4处的水深，单位：m，d为量水槽高度，单位：m；

采用堰槽组合过流时，堰槽组合过流流量为：

其中：Q为堰槽组合过流流量，单位：m³/s；m₀为堰槽组合槽内过流与堰顶溢流同时发生时的综合流量系数；L_W为堰槽组合的有效臂长，为三角形剖面堰长加上量水槽侧壁的长度总和，单位：m；g为重力加速度，g＝9.81m/s²；h₄为量水槽内中垂线上控制断面4处的水深，单位：m；d为量水槽高度，单位：m，公式(10)与(11)用于计算w＝(P₂-P₁)/n＝0时的堰槽组合过流流量，公式(12)与(13)用于计算P₂＞P₁时的堰槽组合过流流量。