O método mais comum de medir a taxa de fluxo em um canal aberto é por meio do uso de estruturas hidráulicas. Estruturas hidráulicas são dispositivos estáticos especialmente moldados sobre ou através dos quais o fluxo é direcionado, que sob condições de fluxo livre geram uma relação conhecida entre o nível de água (cabeça) em um único local especificado e a taxa de fluxo.
As estruturas hidráulicas usadas na medição de fluxos de canais abertos são conhecidas como dispositivos primários e podem ser divididas em duas categorias: canais e vertedouros.
Um canal é uma estrutura com formato especial com uma área e/ou declive diferente do canal em que é colocado. O resultado é uma aceleração e mudança na cabeça do fluxo através do canal. A aceleração é fornecida pela convergência das paredes laterais, elevação do fundo ou uma combinação de ambos. Um canal normalmente consiste em uma seção convergente, uma seção de garganta e uma seção divergente.
A perda de carga do canal é menor que cerca de um quarto do necessário para operar uma barragem de crista afiada com a mesma largura de controle. Outra vantagem em comparação com a maioria das barragens padrão é que, para uma barragem projetada e instalada corretamente, a velocidade de aproximação é parte das equações de calibração. A alteração não autorizada das dimensões de canais construídos para obter uma parcela injusta de água é difícil e, portanto, improvável. Ao contrário das barragens, a maioria dos estilos de canal permite a passagem fácil de sedimentação e detritos flutuantes, reduzindo o tempo e o esforço associados à manutenção de um canal.
Uma barragem é essencialmente uma represa através de um canal aberto sobre o qual a água flui , normalmente através de um entalhe ou abertura. Barragens são divididas em tipos de crista afiada (placa fina) e de crista larga. Barragens de crista afiada são ainda classificadas de acordo com o formato e a geometria do entalhe (ou seja, entalhe em V de 45°, retangular de 12" [30,48 cm] com contrações nas extremidades, Cipolletti/Trapezoidal de 36" [941,44 cm]). O design simples e o baixo custo de fabricação (embora não necessariamente de instalação) levaram ao uso generalizado de barragens na medição de vazão em canais abertos.
Construções de vertedouros
A descarga através de uma barragem é proporcional à altura na crista e é afetada por: a piscina da barragem a montante, a condição da crista, a contração, a velocidade de aproximação e a elevação da superfície da água a jusante da barragem. Para executar com precisão, o corpo de água a montante da barragem (a piscina da barragem) deve ser cuidadosamente formado e [para barragens de crista afiada (placa fina)] a altura máxima (Hmax) não deve exceder 24" [60,96 cm].
Natureza obstrutiva das barragens
A natureza obstrutiva das barragens pode resultar em sedimentação e triagem inadvertida de detritos flutuantes. Além disso, como a crista (superfície de fluxo) é crítica para a operação adequada da barragem, detritos vegetativos, crescimento biológico e danos à crista podem resultar em descargas imprecisas sobre uma barragem.
Vertedouros pré-fabricados
As barragens pré-fabricadas são quase exclusivamente do tipo de crista afiada (placa fina) e são fornecidas como suportes de placas de barragem portáteis e intercambiáveis (para medição de vazão e monitoramento de escoamento) ou instaladas em caixas de barragem (para fluxos canalizados logo abaixo do nível do solo ou no nível do solo/acima dele).
