淺談灌區(qū)量水技術(shù)的應(yīng)用

【摘要】灌區(qū)量水，是灌溉用水管理的基本條件，實(shí)行計(jì)量灌溉，是合理調(diào)度灌溉水資源、正確執(zhí)行用水計(jì)劃的必要措施；是各用水農(nóng)戶(hù)根據(jù)用水量合理負(fù)擔(dān)水費(fèi)的重要依據(jù)。同時(shí)，也是衡量灌區(qū)管理水平和灌區(qū)水利用率高低的重要技術(shù)指標(biāo)之一。

【關(guān)鍵詞】量水方法；量水設(shè)備

1、灌區(qū)量水的發(fā)展

在中國(guó)，灌溉伴隨著農(nóng)業(yè)歷史早已出現(xiàn)。然而對(duì)灌溉用水的量度，則始于20世紀(jì)50年代。我國(guó)的水資源分布不均，且總量不足，農(nóng)業(yè)節(jié)水是促進(jìn)水資源合理使用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有簡(jiǎn)單易行并且能夠滿(mǎn)足精度要求的量水，才能保證水資源的合理利用。

灌區(qū)量水作為節(jié)水灌溉和灌區(qū)科學(xué)管理的基本手段正日益受到人們的重視。隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)有限水資源的要求與日俱增，而水的開(kāi)發(fā)成本又日漸擴(kuò)大。在此情況下，對(duì)用水進(jìn)行有效的控制和量測(cè)的要求已越來(lái)越迫切，精度要求也越來(lái)越高。

伴隨著現(xiàn)代水利科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，量水技術(shù)和設(shè)備也在不斷的發(fā)展，形形色色的技術(shù)設(shè)施及設(shè)備，正在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著作用。就灌溉系統(tǒng)而言，目前世界上使用和研制出的取水口上的量測(cè)和控制建筑物的種類(lèi)和形式非常多。而我國(guó)投入使用的灌區(qū)量水設(shè)備已經(jīng)超過(guò)100種。

現(xiàn)如今，灌區(qū)量水設(shè)施正逐步向低水頭損失、低造價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)化，信息化、自動(dòng)化方向發(fā)展。現(xiàn)有的量水設(shè)備大多數(shù)是通過(guò)加大水頭損失來(lái)提高量測(cè)精度，如何維持有效水頭，擴(kuò)大自流灌溉面積，減少由于量水而引起的水頭損失，將是人們?cè)谘兄坪烷_(kāi)發(fā)量水設(shè)備時(shí)必須關(guān)注的問(wèn)題。在灌區(qū)量水工作中，斗農(nóng)渠量水面廣量大，其量水設(shè)施的價(jià)格要符合老百姓的承受能力，在當(dāng)前農(nóng)村經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的情況下，造價(jià)低廉，精度符合要求的量水設(shè)施必將是其主要發(fā)展方向。隨著灌區(qū)節(jié)水改造工程的實(shí)施，灌區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施狀況將會(huì)明顯改晉，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化程度將大大提高，灌溉用水條件將趨于一致，田間配水渠道也將趨于標(biāo)準(zhǔn)化。隨著我國(guó)灌區(qū)體制改革的普遍推行和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的提高，自動(dòng)化測(cè)量和調(diào)控已成為量水發(fā)展的趨勢(shì)。隨著網(wǎng)絡(luò)、自控、多媒體等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，灌區(qū)量水最終將實(shí)現(xiàn)用水管理的信息化、自動(dòng)化和智能化。

2、灌區(qū)量水的幾種常用方法及應(yīng)用條件

（1）利用水工建筑物量水

利用水工建筑物量水是較為經(jīng)濟(jì)、可靠又簡(jiǎn)單的方法，而且此方法的使用已有一定的歷史，積累了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)和資料?？捎脕?lái)量水的水工建筑物包括：閘門(mén)及孔口出流，倒虹吸管及渡槽等。利用水工建筑物量水應(yīng)符合以下條件：①建筑物本身必須完整無(wú)損，并且嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸施工，無(wú)變形及漏水現(xiàn)象。②上游的泥沙淤積必須控制在一定的范圍內(nèi)。③流動(dòng)條件有限制，紊流及水面波動(dòng)都會(huì)影響到水頭測(cè)量。④調(diào)節(jié)設(shè)備可以靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)漏水、變形或阻塞現(xiàn)象。⑤建筑物應(yīng)符合水力計(jì)算要求。⑥建筑物高度或其上封土高度，應(yīng)高于最高水位，不允許上頂漫水。

（2）利用特設(shè)的量水設(shè)備量水

灌區(qū)常用的特設(shè)量水設(shè)備主要包括：矩形量水堰、三角形量水堰、梯形堰，復(fù)式堰、巴歇爾量水槽、長(zhǎng)喉槽、無(wú)喉道量水槽、閘前量水套管、量水噴嘴、分流計(jì)、配水器及各種活動(dòng)閘堰。特設(shè)量水設(shè)施通過(guò)量水建筑物主體段過(guò)水?dāng)嗝婵茖W(xué)收縮，使其上下游形成—定的水位落差，從而得到較為穩(wěn)定的水位與流量關(guān)系，通過(guò)堰流計(jì)算公式得到不同水位下的流量。灌區(qū)特設(shè)量水設(shè)備一般多應(yīng)用于斗、農(nóng)渠系，其優(yōu)點(diǎn)是量水精度較高，可減輕測(cè)流工作量，但其不可避免的帶來(lái)水頭損失，因此在選擇特設(shè)量水設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：①水頭損失盡可能小，不妨礙渠道加大流量的通過(guò)；②.觀測(cè)計(jì)算方便；③應(yīng)有一定的過(guò)泥沙及漂浮物的能力。④上游應(yīng)有一定長(zhǎng)度的平直渠段，一般來(lái)說(shuō)，明渠水流要求有40倍水力半徑的平直上游段。⑤上游的泥沙淤積不超過(guò)一定的范圍，不可使流速水頭過(guò)大而產(chǎn)生較大的水頭測(cè)量誤差。⑥出流水舌應(yīng)該保持下緣通氣良好，負(fù)壓的出現(xiàn)會(huì)引入較大的誤差。

（3）利用流速儀量水

流速儀包括有轉(zhuǎn)子式流速儀，旋杯和旋槳流速儀，聲波流速儀及電磁式流速儀等，

流速儀測(cè)流精度高，但測(cè)流過(guò)程及計(jì)算流量均較費(fèi)時(shí)、繁瑣。故—般在無(wú)水工建筑物和特設(shè)量水設(shè)備時(shí)才會(huì)考慮用流速儀測(cè)流，通常用流速儀對(duì)建筑物和特設(shè)量水設(shè)備進(jìn)行流量校核。其測(cè)流原理是利用水流對(duì)儀器的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的力矩而使其旋轉(zhuǎn)，用轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速間接反映水的流速，其中轉(zhuǎn)于的轉(zhuǎn)速和水的流速成一線性方程的關(guān)系。從而通過(guò)儀器方程公式及測(cè)流斷面積計(jì)算出渠道流量。在采用此法時(shí)，測(cè)流渠道及測(cè)流斷面應(yīng)符合以下要求：①渠段或是河道較為平直，規(guī)整。②水流條件好，無(wú)紊流及渦動(dòng)、波動(dòng)現(xiàn)象。③渠段內(nèi)無(wú)障礙，即無(wú)泥沙淤積，無(wú)雜草等。

（4）利用水尺量水

利用水尺測(cè)流的常用方法是，對(duì)選定的地點(diǎn)用流速儀測(cè)定不同水流條件下的流量，而后作出水頭～流量關(guān)系曲線，對(duì)照曲線，即可用水尺測(cè)得的水位得出流量。此法雖然簡(jiǎn)單，易掌握，但要求所選測(cè)點(diǎn)處的水流條件能夠長(zhǎng)期維持穩(wěn)定。而且要求所選測(cè)點(diǎn)處的渠段斷面較為穩(wěn)定，渠道有較長(zhǎng)的平直上游段。另外對(duì)于渠中水流還要均勻、恒定并且無(wú)回流的影響。對(duì)于此種測(cè)流方式，一定要定期對(duì)水頭～流量關(guān)系曲線進(jìn)行重新測(cè)定與復(fù)核。渠道本身因?yàn)樗鳑_刷作用、泥沙淤積及渠道演變、生物作用所產(chǎn)生的影響，幾乎不可能長(zhǎng)期維持相同的情況，應(yīng)該考慮是否因局部漏水改變水頭～流量關(guān)系，并對(duì)渠道進(jìn)行清草、清淤。此方法對(duì)于已有資料比較成熟的水工建筑物同樣也適用。

（5）利用浮標(biāo)量水

利用水面浮標(biāo)測(cè)流，一般是在以上各種方法難以實(shí)施，并且對(duì)測(cè)流結(jié)果精度要求不高的條件下使用。這種方法對(duì)渠道、水流條件無(wú)特殊要求，但水面應(yīng)該無(wú)波動(dòng)，無(wú)渦流。

以上幾種方法，在各方面都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此在灌區(qū)量水設(shè)備的選擇上，要充分結(jié)合灌區(qū)自身的特點(diǎn)，進(jìn)行各方面的綜合比較，優(yōu)選出合適的技術(shù)和設(shè)備，從而滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、精度合理、水頭損失小、基建和維護(hù)費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單等一系列的灌區(qū)量水要求。

參考文獻(xiàn)：

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