灌区量水技术是实现灌区水资源优化配置和现代化农业用水管理的基本手段。我国北方灌区地势平缓,灌溉水流泥沙含量大,已有量水设施容易造成泥沙淤积,因此研究不宜淤堵、测流精度高的新型量水设施,对提高灌区现代化管理水平具有重要的价值。可绕轴转动的悬垂平板是基于动量守恒原理设计的一种新型量水设施,具有平板偏转角与流量关系稳定、测流时泥沙可顺利通过、不淤积、构造简单等特点,适宜于地势平缓、水流泥沙含量大的渠道流量测量。本研究通过理论分析、原型试验和数值模拟对新型量水平板的测流原理、流量计算模型进行了系统研究。主要研究内容及结论如下:(1)从绕流现象出发,提出基于力矩平衡和动量守恒定理的流量计算模型,将平板所受升力看作静水压力竖直分力,提出2种压力体假设;根据板后水流流态与完全淹没出流流态下水流流态相似,提出基于闸孔出流理论的流量计算模型。(2)参考量水槽及灌区渠道设计,为使水流绕经平板时流态更加平稳,设计不同体型的量水平板;在U形渠道及矩形渠道上进行物理原型试验,分析得到不同体型平板不同流量、底坡及淹没度下的水面线、傅汝德数沿程变化规律。基于FLOW-3D软件对量水平板测流水流流动进行模拟,除个别工况外,试验水深值与模拟值最大相对误差均小于10%,偏转角度平均相对误差为4.45%,二者水面线变化规律一致。通过数值模拟手段对流场进行分析,得到紊动能、沿程时均流速变化规律。(3)分析了底坡及板型对量水平板测流时相对水头损失的影响。对于U形非全断面平板,底坡及板型相同时,相对水头损失随着流量增大而减小。除收缩比0.715平板在小流量(本试验大约为10 L/s)测流时,水头损失比在10%以上,其余平板测流时水头损失比均小于10%,其中收缩比为0.439和0.337平板最大水头损失不超过上游总水头6%;流量相同,底坡在0.0005-0.001时,相对水头损失随底坡增加而增大;底坡在0.0002-0.0005时,相对水头损失相差不大。(4)对两种流量模型进行验证及优选。针对建立的量水平板绕流流量模型,采用矩形渠道和U形渠道全断面量水平板试验结果对两种压力体假设进行验证,其中假设1和假设2均适用于U形渠道,流量在大于17L/s时,相对误差小于6%;假设1适用于矩形渠道,大部分工况下相对误差在10%以下,假设2不适用。综上,假设1适用性更强。基于建立的量水平板闸孔出流流量模型,由试验结果拟合得到半经验流量公式。对于矩形全断面,计算流量与实测流量之间最大误差不超过18%,大部分工况下计算误差在10%以下。对于不同收缩比U形平板,得出了具有统一形式的流量公式,计算值与实测值最大相对误差为6.5%,平均相对误差为2.6%,满足灌区量水要求,关系式适用底坡范围0.0002～0.001。实际应用中建议选择闸孔出流理论计算模型进行测流,优选收缩比0.547-0.439U形量水平板进行测流。