□馮永祥（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

1 薄壁梯形量水堰設(shè)計(jì)

薄壁堰是指在明渠中垂直水流方向安裝的具有一定形狀缺口，并加工成薄壁堰口，過(guò)流時(shí)其水舌表面得到充分發(fā)展的量水建筑物。水流通過(guò)薄壁堰，應(yīng)形成清晰的水舌從堰頂射出。薄壁堰分為4種主要類型：三角形缺口薄壁堰、矩形缺口薄壁堰、等寬薄壁堰和梯形缺口薄壁堰。文章只探究梯形缺口薄壁堰的設(shè)計(jì)及安裝問(wèn)題。

1.1 過(guò)堰流量計(jì)算

當(dāng)堰口寬度>3倍最大堰頂水頭并且堰口邊坡為4：1（鉛直：水平）時(shí)，由于堰頂水頭的變化彌補(bǔ)了因堰口側(cè)邊收縮影響而引起的流量減少，梯形缺口薄壁堰的流量系數(shù)將不隨水頭而變化，故常采用4：1邊坡的梯形量水堰，示意圖詳見(jiàn)圖1、圖2，其過(guò)堰流量計(jì)算如下。

1.1.1 自由出流

當(dāng)行進(jìn)流速＜0.30m/s時(shí)，M=1.86；當(dāng)行進(jìn)流速≥0.30m/s時(shí)，M=1.90。

1.1.2 淹沒(méi)出流

式中：hs-下游高出堰頂?shù)乃睿╩）。

薄壁梯形量水堰設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按工程情況先判別水流形態(tài)是自由出流還是淹沒(méi)出流，然后按相應(yīng)計(jì)算公式計(jì)算確定堰頂水頭。小型堰可通過(guò)的流量為0.01～0.60m3/s，大型堰可通過(guò)的流量為 0.10～10m3/s。

1.2 薄壁梯形量水堰結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

薄壁梯形量水堰一般用鐵皮或鋼板制作，在堰口應(yīng)嵌1條鐵皮，過(guò)流時(shí)水流形成水舌從堰口射出。標(biāo)準(zhǔn)薄壁梯形量水堰（堰口寬度<1.50m）的結(jié)構(gòu)尺寸及適測(cè)流量范圍詳見(jiàn)表1及圖3。

圖3 薄壁堰結(jié)構(gòu)尺寸圖

表1 標(biāo)準(zhǔn)薄壁梯形量水堰結(jié)構(gòu)尺寸表

2 薄壁梯形量水堰安裝

第一，薄壁梯形量水堰堰口應(yīng)水平，堰身應(yīng)直立，堰身中線應(yīng)與水流軸線相吻合。堰口傾斜面朝向下游。第二，堰底及堰體兩側(cè)，不得有漏水現(xiàn)象。第三，過(guò)堰水深≤1/3或<1/10堰口寬。第四，安裝薄壁梯形量水堰的渠段寬度應(yīng)大于堰身寬度，上游平直渠段長(zhǎng)度≥10倍堰口寬，下游平直段長(zhǎng)度≥4倍堰口寬。第五，在不影響渠道輸水能力的前提下，盡可能安裝成自由出流。第六，渠岸到堰口兩側(cè)的距離，≥最大過(guò)堰水深，以保持原流量系數(shù)的精確度。第七，上游行進(jìn)流速≤表2中的數(shù)值。

表2 薄壁梯形量水堰上游行進(jìn)流速表

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)第九師灌區(qū)而言，薄壁梯形量水堰雖為較理想的量水設(shè)施，但該設(shè)施也有缺陷。薄壁梯形量水堰壅水較高，水頭損失較大，不易通過(guò)泥沙，適宜安裝在坡降較大，含沙量較小的渠道上。當(dāng)流量在100～1000L/s之間時(shí)，精度較高，平均誤差約為2%左右。

[1]李煒,齊鄂榮，等.水力計(jì)算手冊(cè)（第二版）.北京：水利水電出

版社，1980.

[2]吳持恭，等.水力學(xué)（第二版）.北京：高等教育出版社，1982.[3]張昌齡,潘家錚，等.水工設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：水利水電出版社，

1983.