灌区量水是灌区合理利用灌溉水资源,实现计划用水、按需用水的重要工作。研究适用范围大的量水设施是推进节水农业、农业用水水权分配、农业水价综合改革的紧要任务。本文总结了灌区常用量水设备的发展现状、特点及其适用条件,针对机翼柱形量水槽结构简单、测流准确等优点,采用模型试验和数值模拟相结合的方法对机翼柱形量水槽在U形渠道和梯形渠道应用的水力特性进行了研究。模型试验分别在两种渠道上通过4种不同量水槽收缩比进行。通过对上游水位、流量和收缩比等进行分析,拟合得到各收缩比对应的流量计算公式,测流公式简明易用,梯形渠道和U形渠道流量公式测流平均误差分别为2.47%和2.43%,均满足《灌溉渠道系统量水规范》(GB/T 21303-2017)精度要求。并对机翼柱形量水槽上游佛汝德数、壅水高度、临界淹没度及水头损失进行了分析,结果表明:量水槽上游佛汝德数均小于0.4,U形渠道量水槽上游水流佛汝德数整体比梯型渠道低,证明U形渠道量水槽上游水流更易形成平稳缓流;试验测得量水槽在两种渠道上临界淹没度较高,均能达到0.85以上,有较大的自由出流范围;量水槽上游壅水高度一般小于既有渠道的超高,可以用于灌区续建配套;水流经量水槽产生的水头损失占上游总水头百分比范围为7.12%~29.51%。针对试验组合有限、不经济的问题,应用FLUENT软件,采用标准k-ε湍流模型和VOF方法相耦合,对梯形渠道两种收缩比(ε=0.50、ε=0.58)的机翼柱形量水槽三维水流特性进行了数值模拟,流量调节范围在10L/s~60L/s之间。数值计算得到过槽流量和水面线变化,模拟过槽水流流线及速度场。对比模型试验表明:模拟过流流态与试验显示基本一致,模拟水面线与实测值平均误差为3.80%,模拟流量与试验流量平均误差为3.77%,说明所建立的数值模型可以较好的模拟机翼柱形量水槽水流现象。通过对机翼柱形量水槽在两种渠道上的试验以及数值模拟研究表明:机翼柱形量水槽具有较好的应用前景,可以代表新形式的灌区量水槽在灌区实际应用。FLUENT软件可用于机翼柱形量水槽的进一步研究工作。