[发明专利]基于临界水深槽工作原理的矩形渠道无槽量水方法

摘要

基于临界水深槽工作原理的矩形渠道无槽量水方法属于渠道测量技术领域。本发明利用临界水深槽的工作原理，但不实际修建临界水深槽，既满足矩形渠道灌溉水量计量的需要，又不影响渠道过流能力，一举两得。本发明有效实现了计划用水、科学用水，促使用户节约用水，杜绝和减少水资源的浪费，降低灌溉成本，提高灌溉效率。

主权项

1.基于临界水深槽工作原理的矩形渠道无槽量水方法，其特征是：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，步骤一、获得矩形渠道的底宽、渠深、渠道比降、渠道设计流量、渠道加大流量以及渠道最小流量，根据预设置机翼形量水槽的位置选定量水槽的上游水位测点的渠道桩号和量水槽下游水位测点的渠道桩号；步骤二、获得底宽0.6m的模型矩形渠道比降与机翼形量水槽喉口收缩比关系表；步骤三、根据重力相似准则以及佛汝德准则，获得矩形渠道的几何长度比尺λL；所述几何长度比尺λL为矩形渠道的底宽与模型矩形渠道的底宽的比值；步骤四、根据流量比尺λQ与几何长度比尺λL关系式获得矩形渠道的流量比尺λQ；步骤五、根据步骤二中获得的模型矩形渠道比降与机翼形量水槽喉口收缩比关系表和步骤四中获得的矩形渠道的流量比尺λQ获得矩形渠道比降与机翼形量水槽喉口收缩比关系表；步骤六、根据步骤一中获得的渠道比降和渠道设计流量，通过步骤五中获得的矩形渠道比降与机翼形量水槽喉口收缩比关系表，获得机翼形量水槽的收缩比；步骤七、根据步骤一中获得的矩形渠道的底宽和步骤六中获得的机翼形量水槽的收缩比，利用翼高P的公式以及翼长L的公式获得机翼形量水槽的翼高P和翼长L；步骤八、根据步骤七中获得的机翼形量水槽的翼高P和翼长L，获得翼形曲线方程y；步骤九、根据矩形渠道的底宽和机翼形量水槽的翼高P，利用喉口宽度Bc的公式，获得机翼形量水槽的喉口宽度Bc；步骤十、利用计算流体动力学分析CFD软件，根据翼形曲线方程以及底宽、渠深、渠道比降在CFD软件中建立修建量水槽后的渠道模型，按照固定的数值间隔设置渠道流量的数值，设置的渠道流量的数值介于渠道加大流量和渠道最小流量之间，通过量水槽上游水位与量水槽下游水位关系式，由CFD软件数值模拟和数据拟合获得量水槽上游水位与量水槽下游水位关系式中系数b、c以及d的值；在CFD软件中，通过量水槽上游水位以及通过量水槽的流量Q关系式，由CFD软件数值模拟和数据拟合获得量水槽的流量Q关系式中系数a和n的值；步骤十一、根据步骤一中选定的渠道桩号处设置水位测井，获得量水槽下游水位，步骤十二、根据步骤十中的量水槽上游水位与量水槽下游水位关系式和步骤十中获得的量水槽下游水位，获得量水槽上游水位；步骤十三、根据步骤十二中获得的量水槽上游水位和步骤九中获得的机翼形量水槽的喉口宽度Bc，通过量水槽的流量Q关系式获得通过量水槽的流量Q。