水工建筑物中的水闸作为城市供水、农业灌溉、防洪减灾以及排涝作业的关键设施，在推动社会经济发展中扮演着不可或缺的角色。为了确保水闸能够得到科学合理的运行调度，必须对其通过水流的容量进行精确的测量。
在评估水闸的过流能力时，可以运用水力学原理进行测算。通过分析闸门上下游的水位高度以及闸门的开启程度，结合水位、闸门位置与流量之间的对应关系曲线，可以得出准确的过水流量数值。
水闸的出流状态根据水跃发生的位置不同，可以分为自由出流和淹没出流两种类型。
1、淹没出流的流量测算方法
当ht大于hc时，水跃现象出现在收缩断面以上区域，这种情况被称为闸孔的淹没出流。
1）对于设置在宽顶堰上的底坎，其淹没出流的水力计算基本公式如下：
式中：
σs 表示淹没程度影响的系数
μ 代表闸孔在自由出流状态下的流量系数
b 指的是闸孔的横向宽度
e 闸孔的开启高度
H0 闸孔处的总水头
2）根据南京水利科学研究所的研究成果，淹没系数σs与潜流比率（ht – hc）/（H – hc）密切相关，具体数值可以通过相关图表进行查询。
2、自由出流的流量测算方法
当ht小于或等于hc时，水跃现象发生在收缩断面位置或其下游区域，这种情况属于闸孔的自由出流。
对于设置在宽顶堰上的底坎，其自由出流的水力计算基本公式如下：
式中：
μ 表示宽顶堰型闸孔在自由出流状态下的流量系数
b 闸孔的横向宽度
e 闸孔的开启高度
H0 闸孔处的总水头
对于采用平板闸门的闸孔，流量系数μ可以通过南京水利科学研究所提供的经验公式进行计算。
在监测水闸的流量时，可以采用声学多普勒流量计实现实时且连续的流量测量。
1、声学多普勒流量计的技术优势
声学多普勒流量计是一种接触式的声学测量设备，特别适用于浊度超过20mg/L的流体介质流量测量。该设备具有微功耗、高精度、宽测量范围等特点，操作便捷，能够同时测量流量、流速、水位、水温、剩余电量、电压等多种参数，能够很好地满足用户对产品高精度和高稳定性的需求。具体的技术优势包括：
1）断面流速测量：超声波探头的测量截面呈椭圆形，能够覆盖不同深度的流速，从而更准确地反映整个断面的流速分布；
2）测量精度高：采用傅里叶变换(Zoom-FFT)算法，确保测量结果的稳定性，并具有毫米级别的速度分辨率；
3）结构设计创新：通过专利保护的结构设计，有效防止淤泥堵塞关键测量部位，减少流量计的维护需求；
4）低功耗设计：嵌入式软硬件整体低功耗设计、先进的电源管理策略及科学的工作模式切换；
5）应用场景广泛：浊度大于20mg/L的满管和非满管流量测量均可，通过选用宏电相关配件可扩展支持淤积监测功能；
6）防护等级高：IP68防水防尘等级，可满足各种不同应用场合；
7）电路异常保护：具有过电压保护、浪涌电压保护及电源极性反接保护，避免操作失误引起的电气损坏。
2、流量计算方法
声学多普勒流量计实时采集的流速、水位数据，数据采集处理单元接收到流速、水位数据后，计算出瞬时流量，记为Qs；再计算出累计流量，记为Q。其流量计算公式如下：
Qs=AV
式中A为管道过水面积，V为断面平均流速。
Q= QsT
式中Qs断面瞬时流量，T为累计时长（单位小时）。