刘锦芳 余思祥 林 伟

(国网福建水口发电集团有限公司，福建 三明 365100)

量水堰是一种通过堰顶水头的测定来计算单位时间内通过堰口断面水量的装置，通常用于水电站或抽蓄电站的大坝、工程边坡等水工建筑物的渗流监测，一般设在渠道、水槽和沟渠中，常见的量水堰类型有三角堰、矩形堰和梯形堰。

根据《大坝安全监测系统运行维护规程》(DL/T 1558—2016)要求，对于已安装自动化测量设备的量水堰，需要人工测量进行定期比测、校验和率定。因此，量水堰的人工测量，无论自动化监测设备的应用与否，目前仍是不可或缺的一种测量方式。

1 传统的人工测量弊端分析

传统的量水堰(见图1)水位测量，采用的是目视装设在沟槽中钢尺，读取当前水位刻度值，扣除堰板口底部水位高度数值，算出水头，再通过关系式求出堰口断面流量。

Q=kH2.5(三角堰)

图1 典型三角堰结构

或者

Q=kBH1.5

式中：Q为流量，m3/s；k为常数；B为堰宽，m；H为水头，m。

由于沟槽一般位于地面上，测量时须俯身紧贴地面目视钢尺，测量操作极其不便。且由于水的透明性，测量时视线无法平视钢尺，由此带来了测量误差，有测试表明此误差量最大可达1～3mm。因此，研制一种测量更便利、测量精度更高的仪器有着重要的意义。

2 仪器设计思路及设计指标

2.1 项目设计指标

由于量水堰处于潮湿的水环境周边，为满足实际测量的需要，新式测量仪要达到以下几点要求：ⓐ高精度测量，新装置能将原有的水位观测精度1mm提高至0.1mm；ⓑ装置能对水位进行准确测量，测值应真实可用；……