我国灌区量水技术现状及发展趋势

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我 国灌 区量水技术现 状及发展趋势
严晓军 新疆 乌苏市 水利 局 ８ ３ Ｏ ５ ０ ５
摘 要
－ － ｊ “ 蔫 ＿
＿ 海 大 学 针 对 灌 区 目前 缺 少 适 用 于 面 广 量 大
建筑上下游水位 ，推求流量和计算 累积水 条件 ：（ ）建筑物本 身要完整 无损，无变 １ 形 、不漏水、无淤积阻塞现象 ；（ ）启 闭 ２ 闸门等调节设备 ，不漏水 ，无变形损坏等 现象 ；（ ）要符合水 力计算要求 ，水头损 ３
失 不 少 于 ５ｍ ，水 流 呈 潜 流状 时 ，其 潜 没 ｃ 深 度 不 少 于 ０ ９ 。 的 优 点 在 于 可 节 省 大 ．５ 它 量 附 加 量 水 设 备 的 费 用 ，又 可 减 少 渠 道 水
已达 １ ０ 种…。 ０多
量 水槽 有 适 用 于 各种 断 面 的 长喉 道 量
水槽 ， 形或 梯形断面的巴歇尔量水槽和 矩
无 喉 道 量 水 槽 等 。 量 水 槽 具 有 不 易淤 积 、 容 易建 造 、测流 精 度较 高 等 优 点 ，更 适 合
灌 区渠 道 应 用 。
数 ，再 通 过 按 一 定要 求 设 置 的 水 尺 ，测 得
头损失。因此若 水位 流量关系达到一定精 度的建筑物 ，应 尽可 能将其用来量水。渠 系建筑物量水适 合于建筑物配套标准较高
水 流对 仪器的 转子 产生 的力矩 而使其 旋 转 ，用转子 的转速 间接反映水的流速 ，其 中转 子 的转 速 和 水 的 流 速 成 一 线性 方 程 的
８ ９
中国科技信 息 Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ Ｉ Ｏ Ｍ ＴＯ ｅｔ２ ０ ＨＮ ＣＥ Ｅ Ａ Ｄ Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｎ Ｒ Ａ ＩＮ Ｓ ｐ．０ ９ Ｎ Ｆ
关 系 。从 而通过 仪 器 方程 公式 及测 流断 面 积 计算 出渠 道流 量 。这 种 方法 对测 流 断 面 的要 求 比较 高 ，要求 渠 段平直 、水 流 均 匀 、无漩 流或 回流 ，断面 应 与水 流
展 。但 其在性能 、流 量系数方面的研究 不 及经典堰 槽成熟 ，价格 较昂贵 ，量水 范围 亦不 如建筑物和特设量水设 施大 ，应用较 多的是 农用分流计和旋杯式 流量计 。农用 分流计对 上下游水流稳 定条件及护砌段的
４ 缺 少专 业量水技术人 员 ， ） 尤其缺 少
掌握 自动 化、计算机 等先进技术的量测 人
３４ 利 用 仪 表 类流 量 计 量 水 ．
功能强大的微机数据采集处理 系统开始在 有些 灌 区量 水 中应 用 ，但 由于 成 本高和 受灌区经济发展水平限制并没有得到广泛
应 用。
仪表 类流量计是基于水 力学原理测流
的二次 仪表 ，在安 装、测读 、计量 、管理 方面优 点突出 ， 年来有较快的研究 和发 近
特 设 量 水 设 施通 过 量 水 建 筑物 主 体 段 过 水 断 面 科 学 收 缩 ，使 其 上 下游 形 成 一 定 的水 位 落 差 ，从 而 得 到 较 为稳 定 的水 位 与 流 量 关 系 ，通过 堰 流 公式 得 到 不 同水 位
灌 区 ；量 水技 术 ；量 水方 法 ； 发展 趋 势
斗农渠量水 ，已在 多个 省份推广使用 ，效 果 良好 。旋杯式流量 计在 平原灌 区量水应
价方 向发 展。现 有的量水设备大 多数是通 过加大水 头损失来提高量测 精度 ， 于地 对 形平坦的平原 区 ，如何 维持有效水头 ，扩 大 自流 灌 溉 面 积 ，减 少 由于 量 水 而 引 起 的
下的流量 。 区特 设量 水设备一般 多应用 灌 于斗 、 农渠系 ， 其优点是量水精度较高 ， 可
减 轻 测 流 工 作 量 ，但 其 不 可 避 免 地 带 来水
头损失 ，因此在选择特设量水设备时 应考 虑 以 下 几 点 ： （ ）水 头 损 失 尽 可 能 小 ，不 １ 妨碍渠道加大流量的通过 ；（ ）观测计算 ２ 方便 ；（）在渠道通过 允许输 沙能力的流 ３ 量时 ，量水不受影响。（ ）设备费用及维 ４ 护 费用少 。目前灌区使用特 设量水设备常
水虽然不是直接的节水措施 ，但它是灌区 农业用水合理分配及采取高新节水措施的
前提 性 工 作 ，没 有 量 水 ，就 无 法 实 现 水 资 源 的有 偿 使 用 ， 无 法 衡 量 节 水 灌 溉 措 施 就
的成 效 。
可大大减小主体设计 及水位流量关系计算
的 工作 量Ｉ。
量 水堰 有 三 角堰 、梯 形 堰 、无 喉 道 量
０ 年 灌 区 现 场试 验表 明该 技 术 具 有 量 水 精 ８
１ 引言
目前 我 国的 农 业灌 溉 水 利 用 系数 平均 不足 ０ ５ 节 水 空 间 很 大 。 着 经 济 的 发 展 ．， 随 及水 资源 的 臼益 紧张 ，对 灌 区 用 水 进 行 有 效的控制和精确的量测变得 十分 重要 。灌 区量 水 ，是 节 约灌 溉 用 水 、提 高 灌 水 质量 和灌 溉 效 率 的 有 力措 施 ，是 实 行 计 划 用水 和准 确 引 水 、输水 、配 水 和 灌 水 的 重 要 手 段 ，也是 核 定 和计 收 水 费 的 主 要 依据 。量
流速仪测流精 度高 ，但测流过程 及计 算流量均较费时 、繁琐 。故一般在 无水工
建 筑 物 和特 设量 水 设 备 时 才 会 考虑 用 流 速 仪 测 流 ，通 常 用 流 速仪 对 建筑 物 和 特 设 量 水 设 备 进 行 流 量 校 核 。其测 流原 理 是 利 用
究， 提出的 了Ｕ形渠道抛物线形喉 口式量 水槽 ， 因其具有适用 范围广、 工程量小 、 水 头损失小的特点而得到 了广泛的应用 。河
物 ， 些水工建筑物 只要 出流符合一定的 这 量 水 水 流 条件 ，都 可 以 用 作 量 水 ，它 既 可
以 减 少 因 灌 溉 系 统 设 置量 水设 施 所 产 生 的 水 头 损 失 ，又 可 节 省 大 量 附 加 量 水 设 备 的 建设费用 。
水堰等 ， 类量 水堰 结构 简单 ，测流精度 这
闸门 启 闭可 调 、流 量 观 测 直 观 等 多 功 能 用
途 于 一 体 的 新 型 孔 口闸 门 量 水 技 术 设 施 ，
可利用特设量水设备进行量水。特设量水 设施主要有量水堰 、 水槽 和量 水计 三大 量
类 。
关密 司 ＿
≯： 测 水 技 术 能 力 不 足 的 现 状 ，研 制 了一 种 集 ｉ
水 头 损失 ， 是 人 们 在 研 制 和 开 发 量 水 设 将
用较 多的 新型量 水 设备 ，它安 装 使用 简 便 、造价低 、可连续测流 ，并能有效 解决
平原灌 区渠道坡降平缓 、含沙量高 、漂浮
物 多 、流量不稳定等技术难 点。
量水技术 ， 特别是适 用于 中小型渠道 的特 设 量 水 设 备 发 展 较 快 。随 着 Ｕ 形 衬 砌 渠 道
逐 渐 推 广 ， 其 相 应 的渠 道 量 水 技 术 的研 与 究 也 取 得 了诸 多 的 成 果 。 北 农 林 科 技 大 西 学 等 单 位 对 Ｕ型渠 道 的量 水 技 术进 行 了研
较高 ，常作为实验 室和野外率定其他量水 设 施 的 量 水 工具 。但 由于 通 过 泥沙 、水草
漂 浮 物 能 力差 ，在 实 际 灌 区 量 水 中应 用较
少。
２ 我 国灌 区量水 的发展 状 况
我 国从 ２ 世 纪 ５ 代 开 始 灌 区 量 水 Ｏ ０年
技术 的研究和应用 ，但 由于受资金、技术
得到逐步提高 ，目前灌 区量 水设备及设施 ｆ量 。用作量 水的水工建筑物必须符合以下
２ 世 纪 ８ 年 代 末 ， 国 大 量 引 进 国 外 ０ ０ 我
量 水 计 有 超 声 波 流 量 计 、 电磁 流 量 计 、蜗 轮 流 量 计 等 。 ３ ３ 利 用 流 速 仪 量 水 ．
的 飞 速 发 展 ，传 感 器的 形 式 不 断 增 多 ，
还 可以 配置 合适 的数 据传 输 系统 ，实 现 整 个 灌 区输 水 系统 的 自动量 测 和 控制 。
随 着 网络 、 自控 、多媒体 等 技术 的进 一
步 发展 ，灌 区量 水最 终将 实 现用 水管理
的 信 息 化 、 自动 化 和 智 能 化 。
度高 、造价 低、设 备经久耐 用等特点。 由于我国灌区众多 ，工程类型 、管理
水 平 千 差 万 别 ，对 量 水 设 备 的 要 求 差 异 较 大 ， 水技 术 均 不 能 完 全 满 足 灌 区 量 水 工 量 作 的 要 求 ，加 之 各 地 经 济 水 平 的 差 异 ，至 今 ，灌 区 量 水 设 备 的 配 套 率 还 较 低 。
量 水 方 法 等 问 题 ， 出 一 种 基 于 细 长板 开 提
析 了灌 区量 水存在 的主要 问题 ， 出灌 区 指
量 水技 术 的 发展 应 向低 损 失 、低 造 价 ，标 准化 ， 信 息化 ， 自动 化 方 向发 展 。
启角与 明渠流量关 系的新型量水方法 ， 具
有制作 、安 装、维修 、施测方便快捷的特 点 。新 疆 水 科 院 在 基 于 灌 区 末 级 渠 系 量 ］
的 斗 、农 渠 ，以 及适 合 大 面 积 推 广 应 用 的
的 渠 首及 干 、 支渠 。 】 ３ ２ 利 用特 设 量 水 设 施 量 水 ． 当 渠 系 上 建 筑 物 无法 满 足 量 水 要 求 ，
介 绍 了灌 区量 水 的重 要 性 ， 我 国灌 区量 及
水技 术 的 发展 状 况 ， 要 设 施 与 方法 ，分 主