本文在明渠断面流量测量方法和明渠断面流速分布研究现状文献综述的基础上,提出了目前明渠断面流量测量方面的缺陷和不足。针对矩形、梯形等规则断面明渠,采用现场实测资料分析和数值仿真相结合的手段,研究了规则明渠断面流速分布规律,建立了矩形、梯形等规则明渠断面流速分布的经验公式。最后提出了“流速—水位法”自动量测明渠断面流量的基本原理和测量步骤。主要研究内容如下:1)为研究矩形、梯形断面明渠的流速分布,建立了一个三维紊流数学模型,并应用实测资料对数学模型及参数进行了验证。运用该三维紊流数学模型,对2种底坡、2种糙率以及3种宽深比组合情况下的矩形、梯形断面明渠水流的流速分布进行了数值仿真,建立了矩形、梯形断面明渠垂线流速分布律和垂线平均流速横向分布律,并应用实测资料验证了上述流速分布律。结果表明,在明渠底部内区流速分布能很好地符合对数分布律,但在明渠外区流速分布就开始偏离对数分布而趋于二次抛物线分布(矩形断面)或乘幂函数分布(梯形断面),垂线平均流速沿横向的分布接近于乘幂函数分布;所给出的断面流速分布经验公式为矩形、梯形断面明渠流量的精确测量提供了理论依据。2)针对现有明渠流量测量方法的不足,提出了一种规则断面明渠流量的自动测量方法—“流速—水位法”。首先基于规则明渠断面流速分布的经验公式,给出“流速—水位法”测量明渠断面流量的基本原理、计算公式及测量步骤;然后应用该法对某实际灌区的两个典型断面进行流量测量,并与流速—面积法的实测结果作对比,两者符合的较好,说明本文所提出的“流速—水位法”是准确可行的。实例应用成果表明,所提出的“流速—水位法”可用于规则断面明渠流量的自动测量。