Phương pháp phổ biến nhất để đo lưu lượng dòng chảy trong kênh hở là thông qua việc sử dụng các cấu trúc thủy lực. Các cấu trúc thủy lực là các thiết bị tĩnh có hình dạng đặc biệt, qua đó dòng chảy được định hướng, trong điều kiện dòng chảy tự do tạo ra mối quan hệ đã biết giữa mực nước (cột nước) tại một vị trí xác định duy nhất và lưu lượng dòng chảy.
Các cấu trúc thủy lực được sử dụng để đo lưu lượng dòng chảy trong kênh hở được gọi là thiết bị chính và có thể được chia thành hai loại: máng dẫn nước và đập tràn.
Máng là một cấu trúc có hình dạng đặc biệt với diện tích và/hoặc độ dốc khác với kênh mà nó được đặt vào. Kết quả là gia tốc và thay đổi áp suất dòng chảy qua máng. Gia tốc được tạo ra bằng cách hội tụ các thành bên, nâng đáy hoặc kết hợp cả hai. Máng thường bao gồm một phần hội tụ, một phần họng và một phần phân kỳ.
Tổn thất đầu máng xối ít hơn khoảng một phần tư so với tổn thất cần thiết để vận hành một đập tràn có đỉnh nhọn có cùng chiều rộng kiểm soát. Một lợi thế khác so với hầu hết các đập tràn tiêu chuẩn là đối với một máng xối được thiết kế và lắp đặt đúng cách, vận tốc tiếp cận là một phần của các phương trình hiệu chuẩn. Việc thay đổi trái phép các kích thước của máng xối được xây dựng để có được một phần nước không công bằng là rất khó và do đó, không có khả năng xảy ra. Không giống như đập tràn, hầu hết các kiểu máng xối đều cho phép lắng đọng và mảnh vụn nổi dễ dàng đi qua - giảm thời gian và công sức liên quan đến việc bảo trì máng xối.
Đập tràn về cơ bản là một con đập bắc qua một kênh hở mà nước chảy qua, thường là qua một khía hoặc lỗ mở. Đập tràn được chia thành loại có đỉnh nhọn (tấm mỏng) và loại có đỉnh rộng. Đập tràn có đỉnh nhọn được phân loại thêm theo hình dạng và hình học của khía (tức là khía chữ V 45°, hình chữ nhật 12" [30,48 cm] có phần co lại ở cuối, hình Cipolletti/hình thang 36" [941,44 cm]). Thiết kế đơn giản và chi phí chế tạo thấp (mặc dù không nhất thiết phải lắp đặt) đã dẫn đến việc sử dụng rộng rãi đập tràn trong phép đo lưu lượng kênh hở.
Xây dựng đập tràn
Lưu lượng xả qua đập tràn tỷ lệ thuận với độ cao trên đỉnh đập và bị ảnh hưởng bởi: hồ đập tràn thượng lưu, tình trạng đỉnh đập, độ co lại, vận tốc tiếp cận và độ cao của mặt nước hạ lưu đập tràn. Để thực hiện chính xác, khối nước thượng lưu đập tràn (hồ đập tràn) phải được định hình cẩn thận và [đối với đập tràn có đỉnh nhọn (tấm mỏng)] độ cao tối đa (Hmax) không được vượt quá 24" [60,96 cm].
Đập tràn có tính chất cản trở
Bản chất cản trở của đập tràn có thể dẫn đến lắng đọng và vô tình sàng lọc các mảnh vụn trôi nổi. Ngoài ra, vì đỉnh đập tràn (bề mặt dòng chảy) rất quan trọng đối với hoạt động bình thường của đập tràn, nên mảnh vụn thực vật, sự phát triển của sinh vật và hư hỏng đỉnh đập tràn đều có thể dẫn đến xả không chính xác qua đập tràn.
Đập tràn đúc sẵn
Các đập tràn đúc sẵn hầu như chỉ có loại có đỉnh nhọn (tấm mỏng) và được cung cấp dưới dạng giá đỡ tấm đập tràn di động, có thể hoán đổi (để theo dõi lưu lượng dòng chảy và dòng chảy tràn) hoặc được lắp đặt trong hộp đập tràn (cho dòng chảy qua đường ống ngay bên dưới mặt đất hoặc ở/trên mặt đất).
