
巴歇尔槽(Parshall flume)是一种基于明渠流体力学原理的流量测量装置,通过收缩段与扩散段的几何构造,使水流形成稳定的液位 - 流量关系,无需外接动力即可实现流量计量。其名称源于美国土壤学家罗伯特・巴歇尔(Robert L. Parshall)1920 年的发明,目前广泛应用于污水、雨水、灌溉水等明渠流量监测场景。
[进口段] [收缩段] [喉部] [扩散段] [出口段]
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│ 渐缩 │ │ 斜壁 │ │ 喉 │ │ 渐扩 │ │ 平直 │
│ 矩形 │ │ │ │ 部 │ │ │ │ │
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上游水位H1 喉部收缩点 喉部水位H2 下游水位H3
喉部宽度 B(m) | 流量范围(m³/s) | 适用渠道宽度(m) | 最小水位 H1(m) | 最大水位 H1(m) |
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0.025 | 0.0001~0.002 | 0.15~0.3 | 0.02 | 0.12 |
0.076 | 0.001~0.015 | 0.3~0.6 | 0.05 | 0.20 |
0.152 | 0.005~0.05 | 0.6~1.2 | 0.08 | 0.30 |
0.305 | 0.02~0.15 | 1.2~2.4 | 0.12 | 0.45 |
0.610 | 0.08~0.5 | 2.4~4.8 | 0.20 | 0.70 |
1.220 | 0.3~1.8 | 4.8~9.6 | 0.35 | 1.20 |
2.440 | 1.0~6.0 | 9.6~19.2 | 0.60 | 2.00 |
底坡:进口段前 5 倍槽长范围内,渠道底坡≤0.002(水平优先),避免水流扰动;
衬里:槽体材料需抗腐蚀(如不锈钢、混凝土内衬瓷砖),粗糙度系数 n≤0.014;
平直段:上游至少 5 倍槽长、下游至少 3 倍槽长的平直渠道,防止回流影响。
系统误差:槽体加工精度(喉部宽度误差≤±0.5mm)、液位计校准(每月用标尺比对);
环境误差:水温变化(超声波液位计需温度补偿)、杂物淤积(定期清淤,建议每周 1 次);
典型精度:自由流状态下误差≤±3%,淹没流修正后误差≤±5%。
领域 | 应用特点 | 案例参考 |
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污水处理厂 | 监测进水 / 出水流量,配合 PID 控制曝气量或药剂投加量。 | 某市政污水厂用 B=0.61m 巴歇尔槽,实时监测 1500m³/h 流量,数据接入 PLC 系统。 |
雨水管网 | 测量暴雨径流流量,评估排水系统负荷,预防内涝。 | 城市立交桥下安装 B=1.22m 槽体,搭配 GPRS 远程传输,实时监控峰值流量。 |
农业灌溉 | 计量渠系水流量,实现精准配水与水费结算。 | 灌区用 B=0.152m 槽体,配合太阳能液位计,支持农田用水自动化管理。 |
工业废水 | 高浊度、含悬浮物水体的流量监测(如冶金、食品加工废水)。 | 某电镀厂用不锈钢槽体(B=0.305m),耐酸碱腐蚀,日均流量 800m³。 |
类型 | 巴歇尔槽 | 电磁流量计(明渠型) | 超声波流量计(多普勒法) |
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原理 | 液位 - 流量经验公式 | 电磁感应(流速 × 截面积) | 多普勒效应(悬浮物反射) |
适用水质 | 含悬浮物、杂质水体 | 导电液体(电导率≥5μS/cm) | 含足够悬浮物(≥10ppm) |
压损 | 低(无阻挡物) | 中(需安装测量管段) | 无 |
维护量 | 低(定期清淤) | 高(电极需定期清洗) | 中(传感器需防污) |
成本 | 中(土建成本较高) | 高(设备成本高) | 中(取决于传感器精度) |
精度 | ±3%~±5% | ±1%~±2% | ±2%~±5% |
国标参考:
施工要点:
槽体基础需浇筑 C25 混凝土,厚度≥300mm,平整度误差≤2mm/m;
液位计安装支架需独立于槽体,避免振动干扰;
完成后进行通水试验:注入 1.2 倍设计流量,观察水面线是否平滑,无明显水跃或回流。