河套灌区末级渠道量水技术方面的研究.doc

河套灌区末级渠道量水技术研究应用情况 末级渠道（支、斗、农、毛渠）的测流量水是灌区管理和水费计收的基础工作。自1998年河套灌区节水改造与续建配套项目实施以来，灌区管理部门和研究机构都十分重视末级渠道量水技术的试验研究工作。先后投资数百万元用于末级渠道量水技术的试验研究与推广应用。 河套灌区是一个大型的平原灌区，与其它灌区相比，末级渠道量水方面存在以下的难点和困难：一是渠道纵坡比降平缓，一般为1/5000到1/10000之间，对量水设施水头损失方面有较高要求。二是流态不稳定，自由流和淹没流交替出现，一般没有稳定的水位~流量关系。大多数末级渠道无法利用测量水闸上下游水位及闸门开启度来量水。二是水流泥沙含量大，且水中树枝、柴草等漂浮物多，利用传统的涡轮式、旋杯式仪器量水易缠绕。三是由于受上游来水及农民用水习惯方面的影响，渠道开关口频繁，全天内流量不稳定而且流量变化幅度较大。用传统的流速仪一日两次测流，由于不是连续测流，无法捕捉变化频繁的流量，系统误差较大。四是末级渠道数量众多，全灌区支、斗、农、毛渠有近2万条，采用传统的半自动化的流速仪—标准断面法测流，工作量很大。而且由于需要专门的技术人员施测及计算，用水户监督核实困难，不适应用水户参与管理的要求，不易在末级渠道上大量推广。 由于河套灌区的特殊性，其它灌区用得较好的量水技术设备在这里却不适用。像其它灌区广泛使用的巴歇尔量水槽、无喉道量水槽、长喉道量水槽、梯形堰、三角堰等量水槽和量水堰均曾在灌区引进使用，但效果都不理想。多是由于水头损失较大，不能被用水户接受而均告失败。 我灌区于2001年安排由解放闸灌域管理局沙壕渠试验站研制适合平原灌区末级渠道上使用的自动化量水设备。该站在大量试验的基础上，历时五年，研究开发成功适宜于平原灌区末级渠道上使用的文丘利自动化量水系统。这套系统在末级渠道上应用具有以下优点：一是水头损失小，在5厘米以内，容易被灌户接受。特别适合缓坡降或逆坡渠道。二是自动化程度高，单片计算机控制水位传感自动、定时采集水位信息，自动计算瞬时流量、累计水量。三是功能拓展容易。可在文丘利槽上加装闸门，把水量或水费信息输入磁卡，系统自动控制开口、测流、关口等操作，与灌区自动化控制系统衔接容易。如需要还可直接把以上信息发送到手机上。四是由于采集水位信息（测流）间隙时间可控制在很短的时间内，（如几分钟），基本上相当于连续测流，测量精度很高，误差在5%以内。该系统从2001年至今，已在河套灌区推广应用289套，使用效果良好。 近年来西北农林科技大学研制的适合在衬砌的U型渠道上使用的机翼型量水系统在国内其它灌区也应用较多。 为了比较文丘利量水系统和机翼型量水系统在河套灌区的适用性，2007年到2009年的三年中，由解放闸沙壕渠试验站和内蒙水科院、西北农林科技大学共同合作对河套灌区末级渠系量水技术及设备进行适用性专题研究。 支、斗渠量水技术适用性比较研究 支、斗渠采用的文丘利自动化量水设备是河套灌区沙壕渠试验站二OO一年引进的平底、圆弧进口，矩形断面结构的文丘利量水槽，并对其结构进行了部分改造，同时加装了河套灌区科技人员自己研制的磁卡式自动测流仪，实现了自动连续测流。该项技术经过5年的试验改进，已经成熟并非常适合像我们这样的平原灌区使用。 2006年经过成果鉴定，专家们一致认为该项成果整体水平达到国内先进，在数据自动化采集方面居国内领先水平。该套量水系统经过定型设计，每0.5个流量为一个档次，在0—2m3/s的流量范围内共分4个档次。每个档次量水建筑物尺寸和流量公式都一样，便于现场施工和预制。量水槽建成后也不需要进行率定。使用时，由自动测流仪控制水位传感器定 文丘利量水槽全景 观测室（传感器和测流仪） 时测量水深，计算瞬时流量、累计水量，并把测量结果显示在液晶屏上同时记录在磁卡中。每轮水灌水前放入自动测流仪，灌水结束后取出并打印测流结果，使用和维护十分方便，用户监测容易。 现场浇筑施工场面 浇筑完成后的文丘利槽 治丰公安斗渠（文丘利槽、观测室、太阳能、数采、无线传输） 该套系统不必区分淹没流与非淹没流，流态稳定，可用于缓坡降渠道，水头损失很小，一般在5cm以内，易于被农民接受，抗缠绕，抗泥沙性能也好。由于施测时间可以设成十分钟一次或半小时一次，相当于连续测流，易于捕捉末级渠道变化频繁的流量，所以测流精度很高。该套系统还具有功能拓展容易的优点，文丘利槽上可安装闸门，采用微电脑控制，可以实现自动控制灌溉和定额定量供水。该套系统适用范围很广，梯形渠道、U型渠道、梯形弧底渠道、土渠、衬砌渠道都适用。 衬砌渠道运行状况 土渠运行状况 西北农林科技大学研制的机翼形量水槽也是一种新型量水槽，其量水槽外形仿真飞机机翼，具有良