非滿管狀態(tài)流動(dòng)的水路稱作明渠(open channeI)，測(cè)量明渠中水流流量的儀表稱作明渠流量計(jì)。明渠流通剖面除圓形外，還有U形、梯形、矩形等多種形狀。

水路按其形態(tài)分類，各形態(tài)如圖.1所示。ISO通常稱滿水管為封閉管道，流動(dòng)是在水泵壓力或高位槽位能作用下的強(qiáng)迫流動(dòng)。明渠流則是靠水路本身坡度形成的自由表面流動(dòng)。

    明渠流量計(jì)應(yīng)用場(chǎng)所有城市供水引水渠、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。本文重點(diǎn)討論前面幾種工業(yè)和公用事業(yè)適用的流量測(cè)量方法和儀表，不包括較大型的水利工程和農(nóng)業(yè)灌溉用的流量測(cè)量方法。
    國(guó)外有人估計(jì)，1995年工業(yè)和公用事業(yè)用明渠流量計(jì)銷售臺(tái)數(shù)約占流量?jī)x表整體的1.6%，約3.5萬(wàn)臺(tái)；若包括較簡(jiǎn)易的堰等使用者可自行制造未向市場(chǎng)采購(gòu)的儀表，實(shí)際裝用還要多些。國(guó)內(nèi)應(yīng)用尚無(wú)估計(jì)數(shù)據(jù)。

    工業(yè)和公用事業(yè)常用的明渠流量?jī)x表按測(cè)量原理大體可分為堰法、測(cè)流槽法、流速-水位計(jì)算法和電磁流量計(jì)法。
    1）堰(weir)法 在明渠適當(dāng)位置裝一擋板，水流被阻斷，水位升到檔板上端堰（缺）口，便從堰口流出。水流剛流出的流量小于渠道中原來(lái)的流量，水位繼續(xù)上升，流出流量隨之增加，直到流出量等于渠道原流量，水位便穩(wěn)定在某一高度，測(cè)出水位高度便可求取流量。
    2）測(cè)流槽(flume,簡(jiǎn)稱槽)法 縮小渠道一段通道斷面成喉道部，喉道因面積縮小而流速增加，其上游水位被抬高，以增加流速所需動(dòng)能（即增加的動(dòng)能由所抬高水位位能轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)），測(cè)量抬高水位求取流量。
    3） 流速-水位計(jì)算法（簡(jiǎn)稱流速-水位法） 測(cè)出流通通道某局部（點(diǎn)、線或小面積）流速，代表平均流速，再測(cè)量水位求得流通面積，乘局部流速與平均流速間的系數(shù)，經(jīng)演算求取流量。
    4）電磁流量計(jì)法 又分為潛水式電磁流量計(jì)和非滿管電磁流量計(jì)兩類，后者目前國(guó)內(nèi)尚未開(kāi)發(fā)。
    潛水式電磁流量計(jì)是在渠道中置一擋板截流，擋板近底部開(kāi)孔并裝潛水電磁流量傳感器，水流從流量傳感器流過(guò)從而測(cè)出其流量。
    非滿管電磁流量計(jì)的傳感器直接在管道裝上同口徑圓形暗渠，測(cè)量流速的原理與傳統(tǒng)電磁流量計(jì)的相同，但還具備測(cè)量?jī)x表內(nèi)水位的功能，電極、磁路和測(cè)量電路則有較大差別。
 

3、1 堰式流量計(jì)

 

    常用薄壁堰按缺口形狀分為三角堰、矩形堰和等寬堰，它們的尺寸范圍和流量范圍分別如表1所示。堰口尺寸和表面粗糙度要求可查閱標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程ISO 1438-1，CJ/T3008.1，CJ/T3008.2，JJG771，均有具體規(guī)定。若迎流側(cè)堰口長(zhǎng)期使用后磨損成園角以及迎流側(cè)堰壁粗糙變化均會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。堰式流量計(jì)除堰板部分外，還包括相應(yīng)液位計(jì)以及堰板上游足夠長(zhǎng)的直渠段和整流段等。

表1 常用薄壁堰適用范圍

     注： Q為流量；K為流量系數(shù)；h為堰的水頭；B為渠寬度；b為缺口寬度；D為從渠底面到缺口下緣的高度。
    堰式流量計(jì)的特點(diǎn)；
    1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般情況下價(jià)格便宜，測(cè)量精度和可靠性好；
    2） 因水頭損失大，不能用于接近平坦地面的渠道；
    3） 堰上游易堆積固形物，要定期清理。

3.2 槽式流量計(jì)

    槽式流量計(jì)的常用測(cè)流槽有多種形式。在渠道中收縮其中一段截面積，收縮部分液位低于其上游液位，測(cè)量其液位差以求流量的測(cè)量槽，一般稱作文丘里槽。還有適用于矩形明渠的巴歇爾槽(ParshaII fIume,簡(jiǎn)稱P槽),適用于圓形暗渠的帕爾默.鮑魯斯槽(PaImer BowIus fIume,簡(jiǎn)稱PB槽)。在歐洲文丘里槽用的較多，在我國(guó)則以P槽和PB槽居多。
    （1） P槽
    P槽外形如圖3所示，喉道寬從25mm至15m，已有定性尺寸。流量Q和喉道上游液位ha間的關(guān)系式中，系數(shù)C和指數(shù)n均因規(guī)格而異。P槽可以用鋼板或木版制成，也可以在現(xiàn)場(chǎng)用混凝土現(xiàn)澆。國(guó)內(nèi)已有用聚氯乙烯塑料或玻璃鋼制成的定型商品。對(duì)表面粗糙度和尺寸公差I(lǐng)SO 9826、CJ/T 3008.3和JJG 711均提出了要求。

    原理上喉道存在流量上限，喉道液位h_b與收縮段液位h_a的比值(h_b/h_a稱作淹沒(méi)比)應(yīng)小于規(guī)定直，否則便成為淹沒(méi)流，且喉道應(yīng)規(guī)定zui高水位。
     若P槽下游側(cè)水位顯著上升（例如漲潮，匯合支流流量劇增）會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，有時(shí)甚至無(wú)法測(cè)量，此時(shí)可在測(cè)量擴(kuò)散段水位h_b后，參照J(rèn)JG 711 7.1.4~7.1.6所列圖表計(jì)算流量。