本论文在Hager和Zohrab Samani等研究成果的基础上,提出了一种适用于圆弧底上切一直线段的U形渠道的圆柱体(筒)量水槽。该量水槽的测流原理是利用垂直安装在U形渠道轴线上的圆柱(筒)缩窄渠道过流断面产生足够的水面降落,使其测流断面产生临界水流状态,形成稳定的水位～流量关系,通过测量驻点水位计算渠道流量。试验研究中,采用理论分析和模型试验相结合的方法,推导出了U形渠道圆柱体(筒)量水槽的临界水深和理论流量计算公式,确定了量水槽的流量校正系数和自由出流条件下的流量计算经验公式,并进行了量水槽的性能分析。U形渠道圆柱体(筒)量水槽量测流量时,由于临界流断面的流速分布不均匀和流线弯曲的影响,计算的流量应乘以一个校正系数。对于圆弧底上切一直线段的U形渠道,当θ和r确定后,弦长L与渠道断面存在唯一对应关系,因此,其校正系数可以作为相对能量H/L的函数求得,其中H为上游能量,L为U形渠道的弦长。通过不同柱体直径和不同流量试验资料分析表明,相对能量(H/L)和相对流量(Qm/Qc)具有非常好的相关关系,其中Qm为实测流量,Qc为计算的理论流量。并利用试验数据建立了相对能量(H/L)和相对流量(Qm/Qc)的无因次关系式。采用9种不同圆柱体(筒)直径进行了试验研究,分析了U形渠道圆柱体(筒)量水槽的水位流量关系、圆柱体的直径(收缩比ε)选择范围、测流误差和临界淹没界限。根据试验数据分析,临界水深、上游水深和驻点水深相互之间均呈现良好的线性关系,驻点水深与实测流量和计算流量也呈现良好的线性关系。圆柱体直径是影响U形渠道圆柱体(筒)量水槽测流误差的一个重要参数,如果选择的柱体直径过大或过小,都会引起测流误差。但是,只要限定柱体直径在某一范围内,即量水槽收缩比ε在某一范围内,那么,由柱体直径的改变导致上游水位的变化所引起的测流误差将小于某一数值。通过试验数据分析得出,收缩比ε在0.57～0.69范围内时,测流误差较小,并且壅水高度较小(Δh≤0.1m)。因此,U形渠道圆柱体(筒)量水槽的柱体直径可在收缩比ε为0.57～0.69区间内进行选择。同时得出,量水槽的最大误差为3.78%,临界淹没度S为0.73～0.84。本论文的创新点为:①首次针对圆弧底上切一直线段的U形渠道进行了圆柱体(筒)量水槽试验研究,推导出了其理论流量计算公式,并得出了自由出流条件下的流量计算经验公式;②提出了U形渠道圆柱体(筒)量水槽计算流量应乘以一个校正系数,其校正系数可以作为相对能量H/L的函数求得,并利用试验数据建立了相对能量(H/L)和相对流量(Qm/Qc)的无因次关系式;③分析了驻点水深、临界水深和上游水深的关系,三者之间存在很好的线性关系,驻点水深与实测流量和计算流量也呈现良好的线性关系。因此,认为用驻点水深来计算理论流量是正确可靠的;④分析了U形渠道圆柱体(筒)量水槽圆柱体的直径(收缩比ε)选择范围、测流误差和临界淹没界限。U形渠道圆柱体(筒)量水槽具有结构简单,施工制作容易,成本低;对于小型U形渠道,可以移动使用,不产生淤积,管理使用方便;测量精度较高,根据试验结果,最大误差为3.78%,满足灌区量水要求;量水槽的断面收缩比为0.57～0.69,圆柱体(筒)直径选择范围较大;量水槽最大淹没度为0.84,具有较宽的自由出流范围,不易造成淹没出流等优点。