巴歇爾槽基于能量守恒定律和連續(xù)性方程,通過在渠道中設(shè)置一個特定形狀的收縮段,使水流經(jīng)過時形成臨界流狀態(tài),即水流速度達(dá)到大值而水面高度保持不變。在這種狀態(tài)下,上游水位與流量之間存在確定的關(guān)系,通過測量上游水位即可計算出流量。

1.喉道寬度:關(guān)鍵尺寸之一,直接影響到流量測量的準(zhǔn)確性。
2.喉道長度:通常為喉道寬度的2至3倍,以確保水流能夠充分發(fā)展成臨界流狀態(tài)。
3.上下游過渡段:上游過渡段逐漸收縮,引導(dǎo)水流平穩(wěn)進(jìn)入喉道;下游過渡段逐漸擴(kuò)散,減少水流動能損失。
4.測井:位于上游一定距離處,用于安裝水位計以測量上游水位。
5.消能設(shè)施:在槽尾部設(shè)置消能設(shè)施,如消力池或尾水渠,以防止水流對下游河床造成沖刷。
類型與特點(diǎn):
1.標(biāo)準(zhǔn)型
適用于大多數(shù)常規(guī)流量測量場合,具有通用性強(qiáng)、安裝簡便等特點(diǎn)。其喉道寬度和喉道長度比例適中,能夠滿足一般精度要求。
2.短喉型
主要用于空間受限或需要快速安裝的場合。由于喉道長度較短,水流可能無法全發(fā)展成臨界流狀態(tài),因此其測量精度相對較低,但適用于臨時或緊急情況下的流量監(jiān)測。
3.長喉型
則適用于對精度要求較高的場合。較長的喉道長度有助于水流更充分地發(fā)展成臨界流狀態(tài),從而提高測量精度。然而,這也意味著需要更大的安裝空間。
應(yīng)用領(lǐng)域:
1.河流與溪流:用于自然水體的流量監(jiān)測,評估水資源狀況。
2.灌溉系統(tǒng):在農(nóng)田灌溉系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,幫助農(nóng)民合理分配水資源。
3.城市排水:監(jiān)測城市排水管網(wǎng)的流量變化,預(yù)防洪水災(zāi)害。
4.環(huán)境監(jiān)測:作為水質(zhì)監(jiān)測的一部分,評估污染物的排放量及水體自凈能力。
巴歇爾槽的優(yōu)勢:
1.高精度:在正確安裝和維護(hù)的前提下,可以達(dá)到較高的測量精度。
2.低成本:相較于其他復(fù)雜的流量測量設(shè)備,成本較低,適合大規(guī)模部署。
3.易維護(hù):結(jié)構(gòu)簡單,易于清潔和維護(hù),減少了長期運(yùn)行成本。
4.適應(yīng)性強(qiáng):適用于多種不同類型的開放渠道,包括天然河道和人工渠道。