量水堰 设在明槽中用以量测流量的溢流堰。根据堰流原理,通过测定建筑物上游某一规定位置的水位(自由出流)或上下游两个水位(淹没出流),按堰流公式(或表格、关系曲线)计算流量。不同形式的量水堰,适用于不同的流量范围和安设条件。常用的量水堰形式有:薄壁堰、宽顶堰、三角剖面堰、平坦V形堰等。
薄壁堰 在垂直水流的直立薄壁堰板上设置锐缘缺口的堰,常见的有三角形、矩形及梯形缺口堰。三角形缺口堰特别适于施测非常小的流量。薄壁量水堰是一种使用最早且精度较高的测流设施,由于其要在保证堰顶不受损的环境下使用,故大都用于水力学、水工实验室的测流,过去在灌排渠道上也有采用。由于它在自由出流时,要求较大水位差,对渠道和其他建筑物的运行常带来不利影响,在灌排渠道上使用渐少。
宽顶堰 常见形式有无侧收缩的圆缘和锐缘矩形宽顶堰及V形宽顶堰。前者仅适用于自由出流,适于小型河渠;后者的堰顶横断面呈V形,既适用于自由流,也适用于淹没流,测流幅度大,适用于落差较小河渠。
三角剖面堰 纵剖面呈三角形。标准堰型由1:2的上游坡和1:5的下游坡组成(图1)。两坡面相交形成直线堰顶。堰体的上下游侧长度可根据情况而定,但最短长度需符合图1的规定。该堰型施工简单,测流范围大,坚固耐用,且可在挟沙河流上运行。当堰体受到轻微损坏时,对量测精度影响不大。在使用条件范围内是一种可靠、良好的量水设施。
平坦V形堰 标准平坦V形堰的纵剖面呈三角形,上游坝为1:2,下游坡为1:5,其堰顶横断面也呈三角形(图2)。堰顶线横向坡不陡于1:10,限于1:10、1:20和1:40。V形堰的特点是,在自由出流及淹没出流状态下均能测流,测流范围非常大,小流量时具有较高灵敏度。适于含沙量小的平原河道。
量水堰形式的选择主要根据拟测流量的大小及变幅、可提供的水头损失、泥沙淤积情况、测流精度要求等许多因素确定,但最终是通过河渠的边界条件和所造堰型的主要技术性能(包括堰的测流幅度、灵敏度和非淹没限)的相互适应性进行比较后确定。