本文首先综述了明渠断面流量测量方法以及明渠断面流速分布的研究现状,在此基础上,指出了目前明渠断面流量测量方面的缺陷和不足。然后针对规则断面明渠,采用现场实测和数值模拟相结合的手段,研究了明渠断面流速分布的规律,给出了断面流速分布的经验关系式,为“流速—水位计算法”量测明渠断面流量提供了理论依据。 为研究各种断面明渠的流速分布,本文首先建立了一个三维紊流数学模型。该模型采用重整化群（RNG）κ-ε模型来封闭雷诺平均的N—S方程;用SIMPLE算法对压力—速度场进行求解;为考虑空气对水流流速的影响采用VOF方法追踪自由水面,并用施主—受主方法求解水体体积率控制方程。然后在现场实测的基础上,运用本文模型对实际灌区中的矩形、倒梯形断面明渠水流进行了数值模拟,并将计算结果与实测结果进行了对比,发现两者符合的较好,表明本文模型是合理可靠的。 在确信本文模型合理可靠的基础上,对两种常用明渠断面形式（矩形和倒梯形）、两种常用底坡（干、支渠纵坡）和两种常用糙率（混凝土、浆砌石渠壁）组合情况下的窄深明渠水流进行了数值模拟。根据计算结果,分析了影响矩形及倒梯形断面明渠垂向流速分布及横向流速分布规律的主要因素。在此基础上,用分区的形式建立了无量纲因子u/V与y/H的经验关系式,即用对数公式来描述明渠内区的垂向流速分布,用二次抛物线公式或幂函数公式来描述明渠外区及表面区的垂向流速分布,用公式V/V_max=p x^q/（k^q+x^q）来描述明渠的横向流速分布,并分区对所建关系式中的各系数进行进一步研究,找到影响这些系数的相关因子,并建立了系数与相关因子的经验关系式。最后用实测资料校核验证了上述经验关系式,结果显示其精度是比较高的。 最后,将所得的流速分布经验公式应用于“流速—水位计算法”量测明渠断面流量,并与实测流量结果进行了对比,表明应用本文流速分布经验公式的“流速—水位计算法”量测明渠断面流量是有足够精度的。