巴歇爾槽是一種廣泛應(yīng)用于明渠流量測量的輔助設(shè)備。其獨(dú)特的設(shè)計(jì)和優(yōu)越的性能使其在水利工程、環(huán)境監(jiān)測以及工業(yè)用水測量等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

一、起源與發(fā)展

巴歇爾槽的原型是文丘里水槽，其發(fā)展歷程可以追溯到20世紀(jì)初。1915年，VM.Cone在美國科羅拉多州開始了文丘里水槽的實(shí)驗(yàn)。1922年，F(xiàn).L.Parshall對文丘里水槽進(jìn)行了根本性的變革，制作了通用的巴歇爾槽。此后，經(jīng)過多次水力學(xué)實(shí)驗(yàn)，制成了尺寸為1英寸到50英寸的各種量水槽。1929年，美國土木學(xué)會(huì)正式將其命名為巴歇爾槽。自此以后，巴歇爾槽成為文丘利水槽中最普及的水槽，并在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。

二、構(gòu)造與原理

巴歇爾槽由上游收縮段、短直喉道和下游擴(kuò)散段三部分組成。收縮段的槽底向下游傾斜，而擴(kuò)散段槽底的傾斜方向與喉道槽底相反。這種設(shè)計(jì)使得水流在通過巴歇爾槽時(shí)能夠形成穩(wěn)定的水位，從而便于測量。

巴歇爾槽的測量原理基于明渠流量與液位之間的對應(yīng)關(guān)系。在渠道內(nèi)安裝量水堰槽后，由于堰的缺口或槽的縮口比渠道的橫截面積小，因此渠道上游水位與流量的對應(yīng)關(guān)系主要取決于堰槽的幾何尺寸。通過測量量水堰槽內(nèi)水流的液位，再根據(jù)相應(yīng)量水堰槽的水位-流量關(guān)系，可以反求出流量。

三、特點(diǎn)與優(yōu)勢

高精度：巴歇爾槽的設(shè)計(jì)使得水流在通過時(shí)能夠形成穩(wěn)定的水位，從而提高了測量的精度。

水位損失小：與其他量水堰相比，巴歇爾槽的水位損失較小，約為堰的四分之一。

抗沉淀：即使水中存在一些固態(tài)物質(zhì)，巴歇爾槽也幾乎不沉淀，避免了泥沙沉積對測量的影響。

適應(yīng)性強(qiáng)：巴歇爾槽易于安裝，適應(yīng)各種地形，且測流范圍廣，量水穩(wěn)定準(zhǔn)確。

四、應(yīng)用與注意事項(xiàng)

巴歇爾槽被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、城市供水引水渠、火電廠冷卻水引水和排水渠、污水治理流入和排放渠、工礦企業(yè)廢水排放以及水利工程和農(nóng)業(yè)灌溉用渠道等領(lǐng)域的明渠流量測量。

在使用巴歇爾槽時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

巴歇爾槽的中心線要與渠道的中心線重合，使水流進(jìn)入巴歇爾槽不出現(xiàn)偏流。

巴歇爾槽通水后，水的流態(tài)要自由流，且淹沒度要小于規(guī)定的臨界淹沒度。

巴歇爾槽的上游應(yīng)有大于5倍渠道寬的平直段，使水流能平穩(wěn)進(jìn)入巴歇爾槽。

巴歇爾槽安裝在渠道上要牢固，與渠道側(cè)壁、渠底連結(jié)要緊密，不能漏水，以確保水流全部流經(jīng)巴歇爾槽的計(jì)量部位。

五、維護(hù)與校準(zhǔn)

為了確保巴歇爾槽長期穩(wěn)定準(zhǔn)確的測量結(jié)果，需要定期進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)。這包括清理沉積物、檢查槽體的物理結(jié)構(gòu)完整性以及驗(yàn)證水位測量設(shè)備的精度等工作。

綜上所述，巴歇爾槽憑借其獨(dú)特的設(shè)計(jì)、廣泛的應(yīng)用和可靠的性能，在明渠流量測量領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著科技的進(jìn)步和需求的不斷發(fā)展，巴歇爾槽也將不斷優(yōu)化和改進(jìn)，為水利工程和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域提供更加精準(zhǔn)和高效的測量解決方案。