[发明专利]一种渠道输水的可变断面测流装置

说明书

本发明提供了一种渠道输水的可变断面测流装置，该装置包括按水流方向依次排列的进口段、导流段、闸室、测流段和升降系统。在喇叭形进口段内设置可调角度的调流板；在导流段的外框内垒搭小尺度薄壁直管；采用隔水件局部隔离闸门槽内外的水体；在测流箱内设置活动顶板，使用柔性带连接闸板与测流箱的活动顶板。本发明装置保证了测流箱内始终满流，且流态稳定、平顺，无大尺度旋涡结构。闸门设有四个滚轮，在下游胸墙设置闸门滚轮槽，当正常运行时闸门升降靠滚轮支撑，调节轻松便捷；当完全关闭时，闸门滚轮进入滚轮槽后悬空，闸门板在水压力作用下压紧止水带，与下游胸墙一起挡水。闸门和测流箱活动顶板以链轮、链条、螺杆传动的模式联动升降。

技术领域

本发明属于水利量测技术领域，特别涉及一种渠道输水的可变断面测流装置。

背景技术

随着农业现代化进程的推进，贯彻落实“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路，实现水资源节约集约利用，用水计量是基本的技术保障。渠道输水是农业灌溉的基础设施，根据灌区布置按干渠、支渠、斗渠、农渠和毛渠从水源地至农田逐级分流，各级渠道因地形和需求布局，分流模式各不相同。现有的输水计量方法和检测仪器多种多样，精度参差不齐，缺乏规范的测控设备。

渠道流量测控设备主要有明渠堰流式和管涵闸式。堰流式包括薄壁堰、宽顶堰、实用堰、专门设计的巴歇尔测流堰等，均为明渠溢流，根据堰上水头计算流量；管涵闸式包括圆形断面流量计、短箱涵测流装置、闸孔流量计等，根据平均流速和孔口过水面积计算流量。

上述测量装置一般存在口门区流态不稳定，闸门局部开启时测流设备内容易形成大尺度旋涡，不满流时水面波动等，这些问题使测量精度不高，达不到准确计量用水的要求。

图1中(a)为常见的支渠从干渠横向分流，在支渠07口门区04的上游侧会产生不稳定的立轴旋涡05，旋涡05中的流场紊乱、空间位置和旋滾强度均随时间变化。由于测流设备的限制，布设的测流区06一般会包含部分旋涡区，致使测流精度很低。在干渠01(图中02为干渠中心线)上安装测流装置，一般需要收缩测流断面，如进出口段布置不合理，也会在测流装置进口的两侧产生立轴旋涡，明显降低测流精度。

当采用管涵闸式测流装置时，需要采用闸板控制进流量，除在口门区04存在立轴旋涡以外，还会在闸板08前后产生平轴旋涡09，示意如图1(b)，将同样严重影响测流精度。当闸板局部开启，闸后不满流，水面剧烈波动，无法有效的测量流量。

上述分析表明，渠道输水流量的测量精度主要取决于良好的口门区流态和测流装置内平顺、稳定的流场；口门区流态又与渠道口门区的布置和测流装置前端进口的形式有关。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足之处，提出了一种渠道输水的可变断面测流装置，本发明装置可保证测流箱内始终满流，且流态稳定、平顺，无大尺度旋涡结构。

为了实行上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种渠道输水的可变断面测流装置，其特征在于，包括从上游至下游方向依次连通的进口段、导流段、闸室和测流段；所述闸室包括闸室主体和位于闸室主体内部的闸门，所述闸门包括闸板；所述导流段的出口端穿过闸室主体的上游侧后通过若干隔水件与闸板的上游侧紧邻布设；所述隔水件设置于沿闸门厚度方向布设的导流段的出口端两侧壁上，且每侧的隔水件沿闸门的升降方向依次上下排布，通过隔水件避免闸室主体内贯通性立轴旋涡的产生。

进一步地，所述进口段与上游的水工构筑物连接，包括外扩型喇叭口和间隔设置于所述外扩型喇叭口内用于抑制大尺度旋涡形成的若干调流板。