小流域控制站

首页 . 工学 . 水利工程 . 水土保持 . 水土保持监测 . 水土保持试验观测

/small watershed control station/

条目作者李智广

李智广

最后更新 2023-12-01

浏览 260次

最后更新 2023-12-01

浏览 260次

0 意见反馈条目引用

设置在小流域出口处测量径流、泥沙，定量分析研究小流域水土流失规律及对其控制的机构。又称小流域卡口站。

英文名称: small watershed control station

又称: 小流域卡口站

所属学科: 水利工程

小流域控制站的测流设施主要有测流槽和测流堰两种类型。测流槽适用于任何含沙量的情形，主要有H-测流槽、三角形测流槽和巴歇尔槽等。测流堰多适用于含沙量较低的情形，含沙量大时，易造成堰前淤积，影响流量观测。根据计算的小流域洪峰流量和含沙量情况，可选择不同的测流槽或测流堰。

测流槽

测流槽适用于任何含沙量的情形，主要有H-测流槽、三角形测流槽和等。

H-测流槽

19世纪30年代美国农业研究局设计开发，适用于最大流量小于3.2米³/秒的小流域，形状如图所示。其流量计算公式为：

$\log Q = A + B\log h + C{\left( {\log h} \right)^2}$

式中Q为流量；h为水深；A、B、C为参数。

图1 H-测流槽

三角形测流槽

适合高含沙水流测验。当小流域设计流量大于3.2米³/秒时，可选择三角形测流槽，形状如图所示。三角形测流槽测流变幅大，其水位面积曲线单一，水位流量关系曲线连续，水面宽是水位的函数，在低水位、中水位和高水位时都能取得较好的测验精度，且槽底不容易出现淤积。

图2 三角形测流槽

巴歇尔槽

当含沙量较小、设计流量较大时，可采用巴歇尔槽。由上游收缩段、短直喉道和下游扩散段3部分组成，其中喉道断面为矩形，形状图所示。上游（入流断面，收缩段处）实测水头（h）与下游（喉道断面）水头（h_L）的比值应小于规定值，否则就成为淹没流。《水工建筑物与堰槽测流规范》（SL537—2011）提供了23个不同尺寸的标准巴歇尔槽，可根据设计洪峰流量选择所需巴歇尔槽的尺寸（见表）。

图3 巴歇尔槽

巴歇尔槽流量范围
槽型号	喉道宽b/m	水头范围h/m		流量范围Q/（m³/s）		非淹没限 h_L/h	淹没流量修正系数KQ
槽型号	喉道宽b/m	最小	最大	最小	最大	非淹没限 h_L/h	淹没流量修正系数KQ
1	0.152	0.03	0.45	0.0015	0.10	0.7	—
2	0.250	0.03	0.6	0.003	0.25	0.7	—
3	0.300	0.03	0.75	0.0035	0.40	0.7	—
4	0.450	0.03	0.75	0.0045	0.63	0.7	—
5	0.600	0.05	0.75	0.0125	0.85	0.7	—
6	0.750	0.06	0.75	0.025	1.10	0.7	—
7	0.900	0.06	0.75	0.03	1.25	0.7	—
8	1.000	0.06	0.8	0.03	1.50	0.7	—
9	1.200	0.06	0.8	0.035	2.00	0.7	—
10	1.500	0.06	0.8	0.045	2.50	0.7	—
11	1.800	0.08	0.8	0.08	3.00	0.7	—
12	2.100	0.08	0.8	0.095	3.60	0.7	—
13	2.400	0.08	0.8	0.1	4.00	0.7	—
14	3.050	0.09	1.07	0.16	8.28	0.8	1.0
15	3.660	0.09	1.37	0.19	14.68	0.8	1.2
16	4.570	0.09	1.67	0.23	25.04	0.8	1.5
17	6.100	0.09	1.83	0.31	37.97	0.8	2.0
18	7.620	0.09	1.83	0.38	47.16	0.8	2.5
19	9.140	0.09	1.83	0.46	56.33	0.8	3.0
20	12.190	0.09	1.83	0.6	74.7	0.8	4.0
21	15.240	0.09	1.83	0.75	93.04	0.8	5.0
22	18	0.2	1.828	3.21	109.8	0.65	—
23	23	0.2	2.24	3.91	186.7	0.65	—

图4 巴歇尔槽结构示意图

测流堰

按测流堰堰顶厚度（δ）与水头（H）比值的大小，将测流堰分为薄壁堰、实用堰和宽顶堰（图5）： $\frac{\delta }{H} < 0.67$ 为薄壁堰， $0.67 \le \frac{\delta }{H} < 2.5$ 为实用堰， $2.5 < \frac{\delta }{H} < 10$ 为宽顶堰。其中薄壁堰适用测量小流量。

图5 不同类型量水堰及其适用情况示意图

按测流堰堰壁切口的形状，将测流堰可细分为三角形堰、矩形堰和梯形堰等。各类测流堰具有特殊的基本性能、适用条件和设计规范。