转载自：武汉水测家明渠流量计算方式:速度面积法1:矩形,梯形

明渠流量计算通常分为速度面积法以及水工建筑物法，速度面积法流量Q=S*V(S为过流面积，V：为断面平均流速),水工建筑物法（可以参见标准：《水工建筑物与堰槽测流规范 SL537-2011》）通常是通过水位与特定的水工建筑物或堰槽来进行流量推算，比如闸门水位流量计算，需要通过上游水头与闸门开度关系推算流量，如果闸门存在淹没流，推算方式则不一样，常用的巴歇尔槽一样存在淹没流与非淹没流，由于是通过水位与水工建筑物的关系推算流量，如果水流不畅，比如巴歇尔槽阻塞，单水位计的巴歇尔槽则不会检测到异常，会计算出很大的流量，如果使用速度面积法测流则不存在这种情况，速度面积法会首先测量到水流速度，如果阻塞了，速度为0或者很小，计算出的流量也会相应变小，下面简单例举几种规则明渠，并介绍其流量计算方式。

约定：假设水深与流速已经通过传感器（水位计，流速仪）已经采集到，水深为Z(单位m),流速为V(单位m)，瞬时流量为Q(单位m3/s);

常用流量单位转换：1m3/s = 1000L/s = 3600m3/h

1.矩形渠道

矩形渠道在支渠比较常见，计算流量需要知道渠道的宽度即可，示意图如下：

注：渠道的深度用于判断是否存在溢流或满管，因为可能有矩形箱涵，如果水深大于渠道的深度，则应该进行限制，其余渠道也类似。

测量渠道宽度为W(单位米），则流量Q=W*Z*V;

如：流速V=0.35m/s 渠道宽度:W=1.0m 水深Z=0.5m 则瞬时流量Q=1.0*0.5*0.35= 0.175m3/s

在SCJ-RTU01中的设置如下：选择 矩形渠道(速度面积法)，设置渠道的宽度，渠道深度参数。

2.梯形渠道

梯形渠道在主干渠比较常见，计算流量需要知道梯形渠道的宽底宽度以及窄底宽度，以及渠道的垂直深度，但是很多情况下大渠道没法直接测量渠道的顶部宽度，设计图纸通常提供的是坡度，则需要进行简单的计算，得到梯形渠道的宽底宽度。

在没水的时候，一些小渠道的底部宽度，顶部宽度，渠道深度可以很容易测量到，但是有些 大渠道，没法直接测量，可以通过设计图纸查看渠道参数，如下图所示的一个设计图纸:

从图纸中可以看到渠道窄底宽500mm，宽底宽1900mm，渠道深度700mm。

测量渠道窄底宽度为W1(单位米），宽底宽度为W2（单位m,W2>W1)渠道深度为h，我们需要通过水深与渠道关系计算出水面宽度，此时水面与渠道底部组成了一个新的梯形，这个梯形面积就是实际过流面积，示意图如下：

上图中两条垂直虚线为辅助线，我们需要求取蓝色线与渠道底部构成的梯形面积，这个就是过流面积，将虚线构成的矩形去掉后，如下图所示，根据梯形两侧的三角形我们可以计算得到水面在这个三角形中的宽度，也就是W5

根据公式可以知道 W5/(W2-W1) = Z/H，因此可以计算W5=(W2-W1)*Z/H,也就是可以计算得到水面宽度W3=W1+W5=W1+(W2-W1)*Z/H;

最终计算水面与窄底形成的梯形，也就是过流面积S=（W3+W1）*Z/2;

如：流速V=0.35m/s 渠道窄底宽度:W1=0.5m，宽底宽度W2=1.9m，渠道深度H=0.7m, 水深Z=0.5m ,先计算水面宽度W3=W1+(W2-W1)*Z/H = 0.5+(1.9-0.5)*0.5/0.7 = 1.5m,过流面积S=（W3+W1）*Z/2 = （1.5+0.5)*0.5/2=0.5 m2

最终可以计算瞬时流量Q=S*V=0.5*0.35= 0.175m3/s

在SCJ-RTU01中的设置如下：选择 梯形渠道(速度面积法)，设置渠道的宽度，渠道深度参数。

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