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基于VOF的弧底梯形短喉道量水槽水力性能研究

2017-03-21马孝义景志芳甘学涛

中国农村水利水电 2017年12期

张 敏,马孝义,景志芳,柳 烨,甘学涛

(西北农林科技大学 水利与建筑工程学院,陕西 杨凌 712100)

水作为生命之源,与人类活动、社会发展紧密相连。目前我国的农业灌溉水利用系数平均不足0.5,节水空间很大。随着经济的发展及水资源的日益紧张,为了促进农业节水、实现水资源的可持续发展,加强灌区量水工作,对灌区用水进行有效的控制和精确的量测变得十分重要[1,2]。弧底梯形渠道由于结构简单,整体性强,水流条件好,过流顺畅,底部的弧形能够有效减少渠道淤积,降低工程维护费用,且抗冻胀性好,因此适宜在北方渠道大规模应用。针对弧底梯形渠道量水设备不足的现状[3,4],选定结构简单、经济适用、测量精度高的量水设施尤为重要。

R.L.Parshall[5]在文丘里槽[6]基础上研制出巴歇尔量水槽,它由短直喉道、上游收缩段和下游扩散段三部分组成,该槽具有壅水高度低,量水精度高,测流幅度大,水头损失小,不易淤积等特点,是近年来使用较广泛的短喉道槽,但其因结构复杂,会造成施工困难。Blaisdel[7]对Parshall的测流数据和流量公式进行深入分析,得出其测流相对误差在 5%以内。李杰[8]等对自由和淹没出流情况下量水槽的水位流量关系及冲沙情况等水力性能进行了研究。李香平[9]等将巴歇尔量水槽斜槽底变为水平,并对测流范围进行重新标定。以某灌区灌溉渠系改造工程为原型,笔者在巴歇尔量水槽基础上进行改造,提出了与之配套的弧底梯形短喉道式量水槽。……

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