灌区用水信息采集

最小流量 Q m in (m /s)
3
最大流量 Q m a x (m /s) 单宽流量
3

Q max Q min
矩形 薄壁堰 三角形 薄壁堰 圆头 宽顶堰 矩形 宽顶堰 巴歇尔槽 0 .0 5 0 .6 或 1 .2 P 取 最小者 0 .6 或 0 .0 8 P 取最小者 0 .0 1 5 ~ 0 .0 3 0 .0 7
（ E d ito r M .G..B O S ） 。
表2
堰槽形 式 堰高 P （m） 三角形
几种标准形式的堰槽测流范围及应用限制表(1)
尺寸 流量幅度 （m3/s） 堰长(或 边坡 喉道长) L(m) 1.80 0.001 最大 最小 计算流 量的不 确定度 范围 （%） 水舌下 1~3 H/P≤2 通气 水舌下 几何限制 非淹没 限 （%）
三 灌 区 量 水 技 术
堰宽 (或喉道宽) b(m)
薄壁堰 矩形薄 壁堰（全 宽）
90
0.2 1.0
0.67
0.005ห้องสมุดไป่ตู้
1~4
H/P≤2
通气 水舌下
1.0
1.0
7.70
0.005
1~4
H/P≤2
通气 水舌下
矩形薄 壁堰（收 缩） 锐缘矩 形宽顶 堰 圆缘矩 形宽顶 堰
0.2
1.0
0.45
最大者 0 .6 或 1 .2 P 取 最大者 0 .5 L
0 .0 0 9 9 7
q = 0 .8 1 3 m /s 0 .0 0 0 8 0 .0 0 6 6 b = 0 .3 m 0 .3 9 Q = 4 .7 m /s 35 H 1 = 2 .0 m Q = 5 .0 7 m /s
2 2
2
2 4 .5
2. 灌区量水结构优化选型问题
三 灌 区 量 水 技 术
2.3 优化选型问题 灌区量水由于它场合特定，自然条件简单，其它方面的要 求也明确，考虑因素简单，有可能从目前众多的设备和方法中 优选出少数特定的型式和方式，在使用中加以大面积推广，将 会带来巨大的经济效益。本文建议： （1）在满足测流精度要求的前提下，应尽可能选用渠道上 原有的水工建筑物测流。
1. 技术现状
三 灌 区 量 水 技 术
1977年5月，国际灌排组织在德黑兰举行的关于灌溉效 率的会议指出：要确定任何一项用水的效率，其根本在于 精确地掌握在用水系统内流动的水量，而流量的量测和调 节是有效用水管理的最重要的基础。
目前世界上使用和研制出的取水口上的量测和控制建 筑物的种类和型式非常多，但其中还很少能满足结构简单、 坚固耐用，精度合理，水头损失小，基建和维护费用低， 操作简便等要求。这就给我们提出了两方面的任务：一是 发展新型的量水结构去满足以上要求，二是在使用时进行 优化选型，尽可能作到经济合理。
准、耕作措施……。
上述内容属于基本信息。对这些基本信息及历史资料 进行微机加工处理，可以得到一些二级信息（如作物需水 量、土壤贮水量、……等），进一步就可以得到三级信息， 即用水管理信息，如灌溉（灌水量、灌水日期）预报、河 道水量预报、灌水配水方案及其调整方案等。
二 灌 区 土 壤 墒 情 监 测
目前，国内所研制的仪表甚多，但以水位测量仪表居 多，且大多配合明渠标准断面、应用谢才公式进行计量计 算能结合量水结构自动计量流量的很少，而且一般水位量 测精度不高，价格高昂，在我当前农村经济不甚发达的情 况下，难以推广，因而研制精度高，价格便宜的量水仪表 在当前很有必要。
2. 灌区量水结构优化选型问题
4. 长喉量水槽的设计原理和应用
三 灌 区 量 水 技 术
长喉量水槽实际上是一种改进型的宽顶堰。先由英国的Ackers 作为临界流槽的一种类型进行研究，后经挪威的BOS、美国的 Replogle和Clemmens进一步研究改进，目前在结构和设计理论、 计算方法上都已完整成熟。它结构简单、施工容易、造价低廉 （为其它类型量水槽的10%~20%），水头损失小，淹没出流的 临界点高（临界淹没界限可达0.95，从而可以按自由出流的水力 条件来量测和计算过堰流量），量测精度高。因此，改进型长喉 量水槽自本世纪70年代出现以来，很快在国外得到推广，大有在 灌区量水中取代其它类型量水结构之势，被国际视为70年代灌溉 排水的主要技术进步之一。
一
水源信息：河流、水库、地下水……等的水位、流量、物
灌 溉 用 水 信 息 主 要 内 容
理、化学成分、……。
气象信息：气温、气湿、日照、降水、风力、蒸发
量、……。
土壤信息：土壤含水量、水势、含盐量、温度、……。
作物信息：作物发育阶段、叶水势、叶面温度、……。
农业生产信息：作物种类、种植面积、灌溉面积、施肥标
h = H 1 + 0 .0 5 m
h 大 于 H1
0 .8
很差
500
很差
很好
(0 .8 5 ~ 1 .5 )L
0 .0 0 6 4 H 1 = 2 .0 m 0 .0 0 0 0 9 ~
35~81
0 .3 8 ~ 0 .6 6
良好
0 .2 1 ~ 0 .3 3 0 .0 0 0 7 7 0 .0 0 5
190
0 .5 ~ 0 .6 5
很好
长喉槽
35~315
0 .7 ~ 0 .9 5
很好
备注
以 上 符 号 含 义 ：P 为 量 水 堰（ 槽 ）的 堰 高 ；L 为 量 水 堰（ 槽 ）的 堰 长 ；b 为 堰（ 槽 ）的 控 制 段 底宽。
[3 ]
* 以 上 表 中 数 据 参 见 ： D isc h a rg e M e a su re m e n t Stru c tu re s
三 灌 区 量 水 技 术
3. 目前常用量水建筑物及其有关问题
比较上述两表，通过对国内外目前常用的量水结构资 料以及目前一些新研究成果进行比较，当前量水结构与方 法存在的主要问题有： （1）从上述两表可以看出，当前常用的量水结构物着 量水精度和量水范围不一定能满足实际量水工作的要求， 特别对于平原灌区及坡降较缓的渠道，其水头损失大，易 于造成渠道壅水，泥沙淤积等不良后果。 （2）目前常用的各种量水建筑物由于不能精确计算在 设计工况下的水头损失和淹没度，因而难以在设计时准确 选定应该留出的水头损失或浪费宝贵的水头，或由于水头 不足造成阻水影响渠道正常运行，因而，发展测流精度高， 水头损失小，淹没度高的量水结构，研究它的各种水力要 素，尤其是水头损失的计算方法，应是当前量水结构的研 究重点。
（2）在需要特设量水结构的渠道上，建议首先选用长喉 道槽。 同其它型式的量水堰槽相比，长喉道槽具有如下优点：


临界淹没度高，水头损失小。长喉道槽的临界淹没 度常大于0.85，如对出口渐变段进行精心布置，临 界淹没度可达0.95或更高。 能较好地防止泥沙淤积和漂浮物堵塞。 造价低，工程量小，施工简单。
H/P≤3.5 H/P≤3.5
表 2
几 种 标 准 形 式 的 堰 槽 测 流 范 围 及 应 用 限 制 表 (2 )
流量幅度 计算流 量的不 非淹没限 确定度 最大 最小 范围 （%） 5 .0 0 630 1 .7 0 .0 1 4 0 .0 5 5 0 .0 3 3 2~5 2~5 2~5 0 .7 A t≤ A N ≤ H /P ≤ 2 .5 H /P ≤ 2 .5 A t≤ A N ≤ 74 74 85~95 (依 下 游 扩散段而 定) 几何限制 （%） 尺寸 （ m /s） 堰宽
通气 80 80 66 66
V 形宽顶 堰
0.3
90
1.5
0.45
0.007
3~5
1.5<
H P H P
<3
80
0.15 三角形 剖面堰 0.2 1.0
150
1.0 1.0
1.5
1.68 1.17 1.30
0.010 0.010 0.10
3~5 2~5 2~5
1.5<
<3
80 70 70
1. 土壤墒情监测方法
土壤墒情的监测方法有张力计法、电测法、中子法、 热法等其它方法。但从实现自动监测的目的出发，关键在 于能否将土壤墒情的变化准确、可靠、及时地转换成电信 号，因此，传感元件的性能直接影响着测量精度，也是构 成土壤墒情自动化监测系统的关键。
2. 土壤墒情的模拟和预报
墒情监测和预报的目的是为了准确地掌握田间土壤水 分的现状和未来发展的趋势，以指导农业的科学用水和节 约用水，是实行高效农业和节水农业的重要措施。因土壤 含水的空间变异性和土壤含水量观测的复杂性，土壤墒情 监测的任务十分艰巨。目前，我国的墒情监测点很少，只 是在部分灌区开展了墒情监测工作，而全国和省区的墒情 测报工作由于受经济条件的制约，目前还不太完善。
0.009
1~4
H/P≤2
通气 水舌下
1.0 0.2 1.0 0.15 1.0
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.8 2.0 0.6 5.0
4.90 0.26 3.07 0.18 3.13
0.009 0.030 0.130 0.030 0.100
1~4 3~5 3~5 3~5 3~5
H/P≤2 H/P≤1.5 H/P≤1.5 H/P≤1.5 H/P≤1.5
0 .0 0 5 4 ~ 0 .3 2 1 q = 4 .8 2 m /s
2
55
0 .5 `0 .7
很好
无喉槽
0 .0 6 0 .0 6 或 0 .1 L 取最小者
2 .0 b = 0 .2 m H 1 = 2 .0 m 随喉长 L 大小 变化 0 .0 0 6 6 1 .0 L b = 0 .3 m
4. 长喉量水槽的设计原理和应用