淺談螺桿式啟閉機(jī)與旋漿式流速儀的應(yīng)用技巧

劉志莉

（甘肅省民勤縣躍進(jìn)總干渠管理處，甘肅民勤733399）

距離甘肅省武威市民勤縣30 km的紅崖山水庫(kù)是亞洲最大的沙漠水庫(kù)，是一座以灌溉為主，兼顧城市防洪、城市生活和工業(yè)供水的大（2）型水庫(kù)，而躍進(jìn)總干渠是紅崖山水庫(kù)向下游輸送水源的主干道，是紅崖山灌區(qū)的生命線，全長(zhǎng)87.37 km，設(shè)計(jì)流量25 m3/s，倒梯形斷面，砼磚塊襯砌。在躍進(jìn)總干渠上每一個(gè)干口修建的配水建筑物節(jié)制閘和分水閘都采用螺桿式啟閉機(jī)進(jìn)行水位調(diào)節(jié)和干口分水，而每一個(gè)干口的流量測(cè)量均使用旋漿式流速儀。在長(zhǎng)期使用螺桿式啟閉機(jī)和旋漿式流速儀的過(guò)程中，對(duì)使用螺桿式啟閉機(jī)快速將水位調(diào)節(jié)至預(yù)定控制流量的水位，再使用旋漿式流速儀快速準(zhǔn)確測(cè)算流量的一些應(yīng)用技巧進(jìn)行以下論述。

1 螺桿式啟閉機(jī)調(diào)節(jié)水位的應(yīng)用技巧

為達(dá)到配水目的，一般節(jié)制閘與分水閘修建在一起，組成配水閘樞紐并可兼起量水作用。總干渠向各干口分出所需流量時(shí)，節(jié)制閘阻擋部分水流，使水流進(jìn)入干口分水閘，調(diào)節(jié)分水閘、控制干口流量后，這時(shí)在節(jié)制閘前形成一個(gè)閘前水位。

可以觀察閘前水位的上漲和下降調(diào)節(jié)水位，這種方法叫觀察法，運(yùn)用廣泛。但啟動(dòng)啟閉機(jī)調(diào)節(jié)水位只能試調(diào)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)調(diào)高或調(diào)低的情況，并且螺桿式啟閉機(jī)啟動(dòng)一次要等很長(zhǎng)時(shí)間，閘前水位才會(huì)趨于平穩(wěn)。這種方法調(diào)節(jié)水位耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，不能及時(shí)將水流向下游傳遞，會(huì)給下游調(diào)水造成困擾，不僅費(fèi)時(shí)而且誤差大。

在長(zhǎng)期的工作實(shí)踐中，總結(jié)出了另一種調(diào)水方法，可以稱之為經(jīng)驗(yàn)法。這種方法能快速將閘前水位調(diào)節(jié)至預(yù)定水位?，F(xiàn)以民勤縣躍進(jìn)總干渠某一年的冬灌、四干口為例，予以說(shuō)明。

躍進(jìn)總干渠冬灌時(shí)一共有一干、二干、三干、直斗、四干、東湖直斗、五干、六干、七干、雙干8個(gè)干口和2個(gè)直斗分水口。

1.1 出庫(kù)閉水時(shí)

躍進(jìn)總干渠冬灌某一天的水情通知如下。

流量匯總：11月3日8：00出庫(kù)流量27.2 m3/s。其中一干4.2 m3/s、二干3.3 m3/s、三干6.4 m3/s、直斗0.8 m3/s、四干1.9 m3/s、五干0.7 m3/s、七干5.2 m3/s、雙干3.5 m3/s、東湖直斗1.2 m3/s。

在11月3日13：00東湖直斗需要閉水，接到水情通知如下。

水情通知：11月3日13：00（東湖注水）出庫(kù)閉水1.2 m3/s。

東湖直斗口在四干口以下，這時(shí)就要調(diào)節(jié)四干口的節(jié)制閘，以保證四干口節(jié)制閘閘前水位。四干口節(jié)制閘為兩孔閘，有兩座螺桿式啟閉機(jī)。通常把螺桿上的螺紋旋轉(zhuǎn)一圈稱為1“扣”，那么螺桿上提或下降時(shí)的螺紋數(shù)就是“扣”數(shù)。這時(shí)四干口的節(jié)制閘在保證四干口分水1.9 m3/s的控制流量下，螺桿式啟閉機(jī)的螺桿將閘門從渠底向上提起的螺紋扣數(shù)共97扣，而從四干口節(jié)制閘輸向下流的流量是：東湖直斗1.2 m3/s+五干0.7 m3/s+七干5.2 m3/s+雙干3.5 m3/s=10.6 m3/s。那么，螺桿97扣過(guò)水流量是10.6 m3/s，這時(shí)兩孔螺桿上螺紋1扣經(jīng)過(guò)的水流流量是10.6 m3/s÷97扣=0.109 m3/s·扣。于是水情通知中出庫(kù)閉水1.2 m3/s就要將節(jié)制閘向下調(diào)節(jié)，螺桿式啟閉機(jī)的螺桿向下旋轉(zhuǎn)的螺紋扣數(shù)是1.2 m3/s÷0.109 m3/s·扣=11.01扣。也可以理解為出庫(kù)閉水1.2 m3/s到四干口只要將螺桿式啟閉機(jī)的螺紋下壓11扣就能保證四干口的閘前水位。然后等閘前水位恢復(fù)正常，水流平緩后，再使用流速儀準(zhǔn)確測(cè)算流量。

1.2 出庫(kù)加水時(shí)

躍進(jìn)總干渠冬灌某一天的水情通知如下。

流量匯總：10月25日8：00出庫(kù)流量25.5m3/s。其中一干3.4 m3/s、二干2.7 m3/s、三干6.4 m3/s、四干1.8 m3/s、五干1.9 m3/s、六干1.7 m3/s、七干4.1 m3/s、雙干3.5 m3/s。

在10月25日晚上接到水情通知：10月26日8：00七干出庫(kù)加水1.1 m3/s。

這時(shí)四干口的節(jié)制閘在保證四干口分水1.8 m3/s的控制流量下，螺桿式啟閉機(jī)的螺桿將閘門從渠底向上提起的螺紋扣數(shù)兩孔一共是112扣，而從四干口節(jié)制閘輸向下游的流量是：五干1.9 m3/s+六干1.7 m3/s+七干4.1 m3/s+雙干3.5 m3/s=11.2 m3/s。那么，螺桿112扣過(guò)水流量是11.2 m3/s，這時(shí)兩孔螺桿上螺紋1扣經(jīng)過(guò)的水流流量是11.2 m3/s÷112扣=0.1 m3/s·扣。于是水情通知中出庫(kù)加水1.1 m3/s就要將節(jié)制閘向上調(diào)節(jié)，螺桿式啟閉機(jī)的螺桿向上提起的螺紋扣數(shù)是1.1 m3/s÷0.1 m3/s·扣=11扣。這時(shí)，把兩個(gè)閘孔上螺桿式啟閉機(jī)的螺紋向上旋轉(zhuǎn)11扣，讓水流向下游傳遞下去，然后等閘前水位恢復(fù)正常，水流平緩后，再使用流速儀精確測(cè)算流量。

這種方法只能近似的調(diào)節(jié)水位，因?yàn)橛?jì)算螺桿螺紋的扣數(shù)時(shí)會(huì)受到許多因素的影響，比如風(fēng)力大小、閘門上提與下降時(shí)水流的阻力、上游水閘傳遞流量的準(zhǔn)確度等。但是調(diào)節(jié)水位后還要用旋漿式流速儀精確測(cè)算流量，然后對(duì)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行微調(diào)，所以這些因素可以忽略不計(jì)。

2 旋槳式流速儀測(cè)算流量的應(yīng)用技巧

旋漿式流速儀廣泛用于農(nóng)田灌溉的小渠道測(cè)流，測(cè)流步驟可以簡(jiǎn)述為選擇斷面、確定測(cè)線；測(cè)定斷面；施測(cè)流速；計(jì)算流量。

旋漿式流速儀測(cè)流的工作原理及操作方法在很多資料中都有詳細(xì)闡述和講解，但計(jì)算流量是個(gè)難點(diǎn)。傳統(tǒng)方法是利用測(cè)量斷面、流速儀施測(cè)的起點(diǎn)距、水深、時(shí)間等數(shù)據(jù)，使用計(jì)算器結(jié)合流速儀計(jì)算公式和斷面面積公式將總流量在“流速儀測(cè)流流量計(jì)算表”中計(jì)算出來(lái)。

旋漿式流速儀測(cè)流的操作過(guò)程是在渠道的量水建筑物上進(jìn)行，一般都在野外操作，用傳統(tǒng)的方法計(jì)算“流速儀測(cè)流流量計(jì)算表”中的流量，計(jì)算過(guò)程繁瑣費(fèi)時(shí)又不方便，還容易出錯(cuò)。

水利工程管理信息化已經(jīng)成為水利發(fā)展的趨勢(shì)，信息技術(shù)與水利管理相結(jié)合可以推動(dòng)水利管理成功轉(zhuǎn)型升級(jí)，也是時(shí)代發(fā)展的需要。在旋漿式流速儀測(cè)流過(guò)程中，要不斷地探索利用信息技術(shù)。如在施測(cè)流速時(shí)，可以利用隨身攜帶的手機(jī)。在手機(jī)上下載一個(gè)Excel軟件，將“流速儀測(cè)流流量計(jì)算表”中的內(nèi)容填寫到Excel中，在Excel中輸入某一天的測(cè)流數(shù)據(jù)及計(jì)算公式，也就是把水深、時(shí)間和部分寬這幾個(gè)數(shù)據(jù)輸入Excel中，Excel便會(huì)自動(dòng)快速計(jì)算出總流量，不用再利用計(jì)算器進(jìn)行繁瑣的計(jì)算，方便實(shí)用準(zhǔn)確率又高，信息技術(shù)帶來(lái)的便利在旋漿式流速儀測(cè)流過(guò)程中得到了運(yùn)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

在民勤縣紅崖山灌區(qū)螺桿式啟閉機(jī)與旋漿式流速儀的應(yīng)用特別廣泛，熟練掌握螺桿式啟閉機(jī)調(diào)節(jié)水位與旋漿式流速儀測(cè)流的應(yīng)用技巧，不僅提高了工作效率，而且使調(diào)節(jié)水位與水流測(cè)量工作更加準(zhǔn)確。