农田灌区量水技术是我国发展节水型农业的一项基本技术,也是解决我用水量时空分布不均的基础技术之一。结合我国北方农田灌区灌溉用水的特点,研究更适合我国北方灌溉水含沙量较高的灌区新型量水设备,对灌区的管理和发展有很重要的意义。仿机翼形量水槽是在空气动力学方程的基础上,将原有机翼形量水槽进行优化和简化得到的新型量水设备。简化和优化并没有改变原有机翼形量水槽过流顺畅,测流精度高等特点,并且将原有复杂的多项式方程简化为椭圆方程与相切圆弧方程的结合。本研究通过1:1水工模型的制作和试验与FLOW-3D软件相结合的方法,进行了仿机翼形量水槽在不同的棱柱形渠道中的可行性研究和测流公式的理论推导,得到的主要研究成果如下:（1）本研究在10 m×60 cm×30 cm矩形渠道中进行了侧收缩式仿机翼形量水槽试验,并采用FLOW-3D软件增加了多组模型进行数值模拟,试验与数值模拟共获得528组数据,根据白金汉定理和不完全自相似性假设,推导得到仿机翼形量水槽的测流公式,该公式测流误差小于3%。验证其模拟准确性后,对水力性能进行分析:上游截面测点处的弗汝德数值满足我国灌区量水标准,接近喉口处产生临界流,下游重新恢复缓流状态;从水头损失分析中得到各断面水流局部能量损失,从而更好的了解到水流的整体运动情况以及流量,收缩比,翼长对水面线的影响。（2）仿机翼形槽体合并放置于17 m×70 cm×100 cm的矩形水槽中心,得到便携式仿机翼形量水装置,并采用FLOW-3D软件补充了多组模型进行数值模拟。验证其模拟准确性后,对其仿机翼形量水装置的水力性能进行分析:上游弗汝德数均小于0.5,接近喉口处产生临界流,下游重新恢复缓流状态;试验与数值模拟共获得84组数据,根据白金汉定理和不完全自相似性假设,得到仿机翼形量水槽的测流公式,该公式测流平均测流误差6.34%。槽前壅水高度均值3.25 cm,最大值6.32 cm,有利于节省渠道土方开挖量。（3）将便携式量水装置放置于矩形渠道过流面积相同的梯形渠道中进行,以便于和矩形渠道中测流效果进行对比。试验共得到数据35组,分析其水力特性参数:流量超过25 L/s后,上游弗汝德数会高于0.5,不满足灌区的测流标准,会使测流误差较大。梯形渠道仿机翼形便携式量水槽,壅水高度与过槽流量呈正相关关系,与收缩比呈负相关关系。最大壅水高度为9 cm,流量40 L/s,收缩比0.50工况下测得。最小壅水高度为4.06 cm,流量10 L/s,收缩比0.66工况下测得。壅水高度平均值7.04 cm。共35组试验数据水头损失占上游总水头比例均值16%,最大值22.6%,最小值11.1%。水头损失范围主要分布与13%～18%。结合水工模型试验和数值模拟得到侧收缩式,进行了便携式仿机翼形量水槽在矩形渠道和梯形渠道中的可行性分析。通过分析不同形式的仿机翼形量水槽在不同渠道中的可选收缩比范围和可以精准测量的流量范围,得到了优化后的仿机翼形量水槽的适用性范围。