一、 什么是巴歇爾流量槽？
 

　　巴歇爾流量槽是一種用于測(cè)量明渠(如渠道、溪流、排水溝等)中水流量的固定式堰槽裝置。
 

　　其核心原理是利用一段特殊形狀的收縮槽道，迫使水流加速并通過(guò)臨界深度，從而建立起上游水位與流量之間穩(wěn)定的函數(shù)關(guān)系。通過(guò)測(cè)量上游某個(gè)固定點(diǎn)的水位高度，就可以直接計(jì)算出流量。
 

　　二、 主要結(jié)構(gòu)與工作原理
 

　　1. 結(jié)構(gòu)
 

　　一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的巴歇爾流量槽主要由三部分組成：
 

　　收縮段：進(jìn)口部分，寬度逐漸變窄，迫使水流加速。
 

　　喉道：最窄的部分，水流在這里速度達(dá)到最大，水位降至低。
 

　　擴(kuò)散段：出口部分，寬度逐漸擴(kuò)大，幫助恢復(fù)水頭，減少下游水位對(duì)測(cè)量的影響。
 

　　此外，槽體上還設(shè)有特定的測(cè)點(diǎn)(通常是上游某處)，用于精確測(cè)量水位(水頭Ha)。
 

　　2. 工作原理
 

　　巴歇爾流量槽的工作原理基于能量守恒定律(伯努利方程)和臨界流理論。
 

　　當(dāng)水流進(jìn)入收縮段時(shí)，過(guò)水?dāng)嗝鏈p小，流速增加，水位下降。
 

　　在喉道處，水流被加速到臨界流狀態(tài)(即弗勞德數(shù)Fr=1)。這是一種不穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)上游水位(水頭Ha)與流量之間會(huì)形成單一、穩(wěn)定、可重復(fù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
 

　　這種狀態(tài)的關(guān)鍵在于，下游的水位變化不會(huì)影響上游的測(cè)流水位。這意味著即使下游發(fā)生淤積或水位升高，只要不超過(guò)淹沒(méi)度限制，上游的水位讀數(shù)就只與流量有關(guān)，從而保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。
 

　　三、 核心優(yōu)點(diǎn)
 

　　水頭損失?。号c傳統(tǒng)測(cè)量堰相比，巴歇爾槽對(duì)水流的阻礙更小，造成的上下游水位差(即水頭損失)更小，特別適用于坡度平緩的渠道。
 

　　不易淤積：由于喉道處流速很高，泥沙和碎屑不易在槽內(nèi)沉積，具有良好的自清潔能力，非常適合用于測(cè)量含有懸浮物的水流(如污水、農(nóng)業(yè)排水)。
 

　　精度較高：只要按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸制造和安裝，其流量系數(shù)穩(wěn)定，測(cè)量精度可達(dá)±2%~5%。
 

　　結(jié)構(gòu)堅(jiān)固：通常由玻璃鋼、不銹鋼或混凝土制成，耐用性好，維護(hù)需求低。
 

　　淹沒(méi)流影響?。涸谠O(shè)計(jì)允許的淹沒(méi)度內(nèi)，下游水位變化不會(huì)影響流量讀數(shù)。
 

　　四、 流量計(jì)算公式
 

　　巴歇爾流量槽的流量(Q)與上游測(cè)點(diǎn)處測(cè)得的水頭(Ha)存在經(jīng)驗(yàn)公式關(guān)系，公式形式取決于喉道的寬度(W)。只需測(cè)量Ha一個(gè)變量，即可查表或代入公式求出流量Q。
 

　　通用公式形式為：Q = C * Ha^n
 

　　其中：
 

　　Q = 流量(單位：立方米/秒 或 立方英尺/秒)
 

　　C = 流量系數(shù)
 

　　Ha = 上游測(cè)點(diǎn)處的水頭高度
 

　　n = 指數(shù)(其值隨喉道寬度W變化)
 

　　例如，對(duì)于喉道寬W = 1英尺(0.3048米)的槽：
 

　　當(dāng)水流為自由流時(shí)，公式為：Q = 4 * Ha^(1.522)
 

　　(注：實(shí)際應(yīng)用中有非常詳細(xì)的、針對(duì)不同W值的標(biāo)準(zhǔn)公式和數(shù)據(jù)表可供查詢(xún)，通常無(wú)需手動(dòng)計(jì)算)。
 

　　五、 主要應(yīng)用領(lǐng)域
 

　　巴歇爾流量槽廣泛應(yīng)用于需要測(cè)量明渠流量的場(chǎng)景：
 

　　污水處理廠(chǎng)：用于測(cè)量進(jìn)水、出水以及各處理單元的流量。
 

　　工業(yè)廢水排放：監(jiān)控企業(yè)向外環(huán)境的廢水排放量。
 

　　農(nóng)業(yè)灌溉：測(cè)量灌溉渠道中的水量分配。
 

　　水文監(jiān)測(cè)：測(cè)量小溪、河流或排水溝的流量。
 

　　實(shí)驗(yàn)室：用于水力學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究。
 

　　六、 安裝與使用注意事項(xiàng)
 

　　標(biāo)準(zhǔn)制造：必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。
 

　　正確安裝：
 

　　槽體必須水平安裝于渠道中。
 

　　上游需有足夠長(zhǎng)的順直渠段，以保證水流平穩(wěn)、均勻地進(jìn)入槽內(nèi)。
 

　　水位測(cè)量：
 

　　水位測(cè)點(diǎn)位于上游收縮段進(jìn)口處約2/3的位置(具體位置標(biāo)準(zhǔn)中有明確規(guī)定)。
 

　　通常使用超聲波水位計(jì)、壓力式水位傳感器或浮子式水位計(jì)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)。
 

　　淹沒(méi)度：
 

　　需要監(jiān)測(cè)下游水位(Hb)與上游水位(Ha)的比值(Hb/Ha)，即淹沒(méi)度。
 

　　當(dāng)淹沒(méi)度超過(guò)臨界值(通常為0.5~0.7，取決于喉道寬度)時(shí)，槽體處于“淹沒(méi)流”狀態(tài)，原有的自由流公式不再適用，需要使用更復(fù)雜的修正公式或圖表。因此，應(yīng)盡量保證在自由流條件下工作。