大型灌區(qū)量測(cè)水設(shè)施配套研究

摘要：大型灌區(qū)的覆蓋面積較為廣闊，更是承擔(dān)著灌溉農(nóng)作物、改善生態(tài)系統(tǒng)的功能，而大型灌區(qū)的量測(cè)水設(shè)施配套則是為了更加合理的開展灌溉水源任務(wù)，落實(shí)用水計(jì)劃，強(qiáng)化對(duì)水資源的管理，因此大型灌溉區(qū)的測(cè)量水設(shè)施配套工作是十分重要的。

關(guān)鍵詞：大型灌區(qū)；量測(cè)水設(shè)施；配套

中圖分類號(hào)： S274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.22.034

大型灌區(qū)是農(nóng)業(yè)灌溉用水大戶，但用水計(jì)量設(shè)施建設(shè)滯后，管理薄弱，難以滿足推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革和加強(qiáng)灌溉用水管理要求。實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理，推進(jìn)用水總量控制和定額管理，需加強(qiáng)用水計(jì)量，完善用水計(jì)量體系。能夠?qū)Υ笮凸鄥^(qū)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為灌溉效率的提升提供決策依據(jù)，同時(shí)強(qiáng)化大型灌區(qū)的水資源監(jiān)管能力，健全量測(cè)水設(shè)施體系，促進(jìn)灌區(qū)良性發(fā)展，推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價(jià)綜合改革。

1水工建筑物量水

大型灌區(qū)的量測(cè)水設(shè)施配套工程往往不受重視，然而量測(cè)水設(shè)施配套對(duì)水資源的科學(xué)調(diào)配、科學(xué)供水計(jì)劃的制定有著參考決策的作用，因而應(yīng)予以重視，而目前常見的量測(cè)水的配套設(shè)施當(dāng)中，水工建筑物量水是最為基本的方式。通常情況下，水工建筑物量水設(shè)置于灌溉渠系中，以干支渠為主，比較常見的有涵管、跌水、倒虹吸以及水閘等，當(dāng)水工建筑物過流達(dá)到量水水力學(xué)指標(biāo)后，就能夠用于量測(cè)水所用[1]。水工建筑物量測(cè)水設(shè)施配套的主要作用原理是以不同流態(tài)下流量計(jì)算公式作為依據(jù)，對(duì)水工建筑物上下游的水位進(jìn)行計(jì)算，獲取相應(yīng)的系數(shù)，并且結(jié)合力學(xué)公式，計(jì)算出累積水量等相應(yīng)的數(shù)據(jù)。水工建筑物量測(cè)水的主要優(yōu)勢(shì)在于能夠減少設(shè)置量測(cè)水設(shè)施配套后的水流損失情況，在一定程度上節(jié)約成本費(fèi)用，而這一方式一般應(yīng)用于水流平順、能夠達(dá)到特定水力計(jì)算條件的情況當(dāng)中。

2特設(shè)量水設(shè)施

特設(shè)量水設(shè)施通常情況下是由下游段、量水建筑物以及行進(jìn)渠槽三個(gè)主要部分所構(gòu)成，作用原理是測(cè)量量水建筑物上游、下游水頭差，利用公式計(jì)算出水位，進(jìn)而推測(cè)出相應(yīng)的流量。目前，特設(shè)量水設(shè)施中主要包括量水堰、量水槽兩種。

2.1量水堰

量水堰中主要以薄壁堰、寬頂堰、平坦V形堰等為主。首先，薄壁堰當(dāng)中主要包括有梯形、三角形以及矩形薄壁堰，形狀各部相同，具有各自的特點(diǎn)。其中，三角形薄壁堰的縱剖面為三角形，主要優(yōu)點(diǎn)為量測(cè)水的精準(zhǔn)度相對(duì)較高，且施工設(shè)計(jì)較為便捷，在應(yīng)用中具有較高的可靠性，通常情況下不會(huì)產(chǎn)生泥沙淤積的現(xiàn)象，適用于跌破相對(duì)小的渠道當(dāng)中；梯形薄壁堰則適用于含沙量低的渠道中；矩形薄壁堰一般在降坡較大的清水渠中實(shí)用性較強(qiáng)[2]。其次，寬頂堰。寬頂堰的主要優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)于水流測(cè)量具有較高的精準(zhǔn)度，不足之處在于該結(jié)構(gòu)對(duì)于水流中泥沙等淤積物的阻礙能力相對(duì)較差，對(duì)應(yīng)用環(huán)境的要求較為嚴(yán)苛。平坦V形堰。平潭V形堰是在三角形薄壁堰的基礎(chǔ)上演變和優(yōu)化的，橫斷面為較為平緩的V形，主要優(yōu)勢(shì)在于對(duì)小流量水流的測(cè)量精準(zhǔn)度較高。

2.2量水槽

量水槽主要是在寬頂堰的基礎(chǔ)上，結(jié)合管道流量計(jì)量所設(shè)計(jì)的量水建筑物，以水位跌差較小、施工難度低以及測(cè)量精準(zhǔn)度高作為主要標(biāo)準(zhǔn)，主要以長喉道槽、短喉道吵以及無喉道槽為主。首先，長喉道槽。該類型量水槽分為收縮段、喉道段以及擴(kuò)散段所構(gòu)成，主要優(yōu)勢(shì)在于適應(yīng)性極強(qiáng)，且對(duì)于流量的計(jì)算誤差較低，操作過程較為便捷，適用于水流較為穩(wěn)定的渠道當(dāng)中[3]。其次，短喉道槽。該量水槽喉道尺寸相對(duì)較小，成本費(fèi)用低，因而在灌溉區(qū)渠道側(cè)流的適用性較強(qiáng)，其中巴歇爾量水槽是典型代表，由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般在清水渠道中較為適用。無喉道槽，即未設(shè)計(jì)有喉道段，主要特征與短喉道槽較為接近和類似。

2.3梯形斷面簡易水坎

梯形斷面簡易水坎的建筑成本低，對(duì)水流的測(cè)量精準(zhǔn)度加高，且日常管理便利，但應(yīng)用過程中對(duì)于渠道的類型有一定要求，一般適用于襯砌標(biāo)準(zhǔn)渠道當(dāng)中，并且可用作斗渠、農(nóng)渠分水點(diǎn)。大型灌溉區(qū)內(nèi)在對(duì)測(cè)量水設(shè)施配套的選擇應(yīng)用中，要以精準(zhǔn)度作為基本要求，隨后結(jié)合自身的實(shí)際情況選擇，并且考慮到量測(cè)水設(shè)施配套的應(yīng)用便捷性、抗干擾性以及靈敏度等，從而達(dá)到預(yù)期的使用效果。

3自動(dòng)量測(cè)系統(tǒng)

自動(dòng)量側(cè)系統(tǒng)是通過軟件、硬件產(chǎn)品的集成和信息采集、傳輸、處理、發(fā)布等多項(xiàng)技術(shù)的綜合運(yùn)用，構(gòu)建一套面向農(nóng)業(yè)灌區(qū)取用水量的自動(dòng)測(cè)量、監(jiān)測(cè)、信息采集發(fā)布系統(tǒng)。能夠形象、直觀地為管理部門提供灌區(qū)渠道實(shí)時(shí)流量的查詢、報(bào)表管理等服務(wù)，為農(nóng)業(yè)水利管理工作者及時(shí)、精準(zhǔn)的提供信息，滿足合理調(diào)度水資源、實(shí)現(xiàn)用水計(jì)劃、按水量計(jì)費(fèi)、提高管理水平的功能。

渠道流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)、通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)中心三部分組成。

3.1監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)

利用測(cè)流堰、水位計(jì)采集渠道水位，經(jīng)數(shù)據(jù)采集終端（RTU）處理、轉(zhuǎn)化為渠道流量。

3.2通信網(wǎng)絡(luò)

利用GPRS/GSM（或CAMA、4G、光纖）網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)發(fā)送給監(jiān)測(cè)中心。

3.3監(jiān)測(cè)中心

中心服務(wù)器布設(shè)“明渠流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”軟件，接收、存儲(chǔ)、展示、分析相關(guān)數(shù)據(jù)和信息。

4結(jié)語

量測(cè)水屬于大型灌區(qū)日常管理工作中最為基礎(chǔ)的組成部分，大型灌區(qū)量測(cè)水設(shè)施配套工程中的常見量測(cè)水方式包括有水工建筑物量水、特設(shè)量水設(shè)施、自動(dòng)兩側(cè)系統(tǒng)，如量水堰、量水槽等。在實(shí)踐應(yīng)用中，大型灌區(qū)要切合實(shí)際情況來進(jìn)行選擇，才能不斷強(qiáng)化量測(cè)水的基礎(chǔ)設(shè)施，建立現(xiàn)代化的灌區(qū)。

參考文獻(xiàn)

[1]關(guān)亞軍.鳳翔縣灌區(qū)節(jié)水改造工程中量水堰設(shè)計(jì)探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2018，（11）：179.

[2]厙永慧.酒泉市豐樂河灌區(qū)智能化量水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2017，（09）：25-27.

作者簡介：穆燕，本科學(xué)歷，中級(jí)工程師，研究方向：農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)。