矩形渠道翼形量水槽仿生優化試驗研究

劉鴻濤，屈忠義，向丹丹

矩形渠道翼形量水槽仿生優化試驗研究

劉鴻濤1, 2, 3，屈忠義1*，向丹丹2, 3

（1.內蒙古農業大學 水利與土木建筑工程學院，呼和浩特 010018；2.長春工程學院 水利與環境工程學院，長春 130012；3.吉林省水工程安全與災害防治工程實驗室，長春 130012）

【目的】探索利用仿生技術優化翼形量水槽，期望降低過槽水頭損失、提高臨界淹沒度，以適用于更小比降的渠道，助力國家節水行動。【方法】15種流量條件下，試驗觀測量水槽進口到出口多個測流斷面的水位，對機翼形量水槽和仿賽鴿翼截面曲線型量水槽自由出流工況下的水頭損失、壅水高度、佛汝德數、臨界比降等水力參數進行分析與對比。【結果】仿賽鴿翼截面曲線型量水槽平均測流誤差為1.28%，具有較高的測流精度，滿足規范要求；與機翼形量水槽相比，臨界淹沒工況：平均壅水高度、平均水頭損失分別降低7.46%、5.81%；上游可形成平穩緩流，均小于0.4；工作的最小渠道比降接近1/5 000，臨界淹沒度最大值達0.933。【結論】通過仿生優化方法改善量水槽性能可行，仿賽鴿翼截面曲線型量水槽各項量水性能指標優良，可用于大多數支渠、斗渠、農渠量水，在一定程度上解決了平原灌區渠道量水槽淹沒出流誤差大、阻水嚴重、適用范圍小等問題，具有非常好的應用前景。

賽鴿翼；量水槽；壅水高度；水頭損失；臨界淹沒度

0 引言

【研究意義】黨的十九大明確提出“實施國家節水行動”，目標是2035年灌溉節水達到世界先進水平[1-3]。灌區渠道量水是實行計劃用水和準確用水、輸水、配水、灌水的重要手段，量水槽在灌區用水管理中有重要作用，可有效促進灌區節水灌溉的發展，具有結構簡單易用，適合我國灌區“面大片廣”的特點。……