灌區(qū)渠系量水設施的選擇與布置

灌區(qū)渠系量水設施的選擇與布置張云峰【摘要】隨著灌區(qū)管理體制改革和農業(yè)水價改革的普遍推進，灌區(qū)量水受到灌區(qū)管理單位的重視，以涿鹿縣桑干河灌區(qū)為例，在量水設備和量水技術方面所取得了一定的成績，以實現(xiàn)節(jié)水農業(yè)的目標.【期刊名稱】《張家口職業(yè)技術學院學報》【年(卷)，期】2008(021)004【總頁數(shù)】2頁(P46-47)【關鍵詞】量水設備;量水技術;節(jié)水農業(yè)【作者】張云峰【作者單位】張家口涿鹿縣桑南灌區(qū)，河北張家口,075600【正文語種】中文【中圖分類】S274.4近幾年來，隨著灌區(qū)管理體制改革和農業(yè)水價改革的普遍推進，灌區(qū)量水受到灌區(qū)管理單位的重視，在量水設備和量水技術方面投入了一定財力和精力，并取得了一定成效。涿鹿縣桑干河灌區(qū)在二十一世紀首都水資源節(jié)水項目實施中，在做好渠道防滲的同時，從主觀上加強節(jié)水意識，積極做好渠系量水設施建設工作。一、灌區(qū)情況簡介桑干河灌區(qū)位于涿鹿縣桑干河兩岸，北部以桑干河、洋河盆地為主，南部是涿鹿縣境內桑干河各較大支流出口的沖洪積扇，地處東徑114°55'~115°31',北緯40°19'~40°26'，總面積421km2，灌區(qū)末端距北京市官廳水庫僅10km，是官廳水庫上游最近的一個大型灌區(qū)。灌區(qū)上游取水于桑干河、洋河。灌區(qū)由劈山大渠、桑南干渠、七一干渠和惠民北渠組成，設計灌溉面積32.8萬畝，實灌面積30.1萬畝，其中桑干河片25.4萬畝，洋河片3.7萬畝，岔道潛流片1.0萬畝。據(jù)統(tǒng)計（1980年-2000年），灌區(qū)多年平均引水量1.402億立米。目前灌區(qū)共建成引水工程7處，干渠12條，分干5條，支、斗渠530條，農渠6051條，排澇干溝5條。由于工程建設標準低，運用期間投入不足，工程老化失修，且存在大水漫灌現(xiàn)象，使灌溉水利用系數(shù)低，畝灌溉定額達500立米左右，水資源浪費嚴。二、渠系量水設施的布置與工作原理干渠量水灌區(qū)管理處，在其下屬12條干渠渠首設立自動引水測量設施，用無線信號傳輸?shù)焦芾硖幷{度中心，進行實時監(jiān)控，做到各渠系水位，水量任何時候都能準確上報，為用水調度，當好先行官。測水點設自動測量水位裝置，通過移動無線信號發(fā)送數(shù)字信息到計算機調度中心，電能由太陽能電池向蓄電池供電，再由蓄電池向自動測量設備供電，保證長時間運行不斷電。調度中心計算機根據(jù)各測點采集的數(shù)據(jù)，自動計算其瞬時流量及日引水量。支渠量水在各支渠引水口設置量水建筑物，支渠量水設施一般是根據(jù)支渠的狀況，自然條件，渠系水力條件，量水工作的目的和用途等情況選擇具體的量水建筑物。支渠量水常用的量水設備有矩形量水壩、三角形量水壩、梯形量水壩、復式量水壩、巴歇爾量水槽、各種量水檻、閘前套管式量水建筑物、農用分流計、文丘里量水計、孔板、管嘴等。經(jīng)綜合比較，桑干河灌區(qū)支渠量水設施考慮了造價低廉、施工方便、測算簡潔、精度較高等要求，并結合支渠斷面尺寸及自然地形特點，選用無喉段量水槽。無喉段量水槽的布置及技術要求無喉段量水槽是在巴歇爾量水槽基礎上研發(fā)的，因無喉段而得名。它具有結構簡單、經(jīng)濟、便于修建等優(yōu)點。無喉段量水槽的結構形式：量水槽為水平槽底，矩形斷面,上游進口段以1:3折角收縮，下出口段以1:6折角擴散，進口和出口的寬度相等，分別在距進口和出口為槽長1/9處設置水尺，以觀測上、下游水位。上、下游水尺應垂直于槽底，零點與槽底相平，小型量水槽，水尺可設在側墻壁上，直接從槽中觀測水位，對于大型量水槽，由于水面波動較大，不容易看準水位，可在槽外設觀測井，進行水位觀測。無喉段量水槽的主要尺寸為喉寬W,槽長L以及喉部的側墻轉角。喉寬和槽長是兩個相關的變數(shù)，兩者的比值，一般允許范圍在0.1-0.6之間，比值在0.1-0.4時，測流精度較高，喉部的折角為上游1:3和下游1:6。所以，不論水槽大小如何，喉部的折角則是固定不變的。量水槽進、出口翼墻與水槽軸線在平面上的交角為45-90度不可小于45度，否則量水槽的長度增加，會影響量水精度。翼墻的長度應能保證與渠道邊相連結，進出口處的渠道要順直、護砌，防止沖刷。安裝無喉段量水槽必須遵守的規(guī)定：W/L=0.1-0.4時,測量精度較好.無喉段量水槽要求量水槽的喉寬須小于渠道的底寬；量水槽對渠道上、下游的直線段稀薄度要求:上游不宜短于15O米，下游不宜短于20米，渠段要規(guī)則，量水槽軸線與渠段中心線吻合；必須保證量水槽的底板水平，側墻要垂直，各部尺寸要準確，水尺要清楚，要獲得自由流時，槽底必須有適當?shù)穆∑穑锤哂谠祝Ｇ乐邪惭b量水槽后引起的壅水現(xiàn)象，不能影響上游建筑物的過水能力。3.斗、農渠量水桑干河灌區(qū)斗、農渠流量一般在0.2-0.4m3/s，且多為土渠。根據(jù)流量小及分開供水的特點。選用活動式的矩形薄壁堰和三角剖面堰。為確保量水設施在水流平緩的情況下工作，末級渠系量水設施大多布置在距閘口以后10-20M處，在條件不允許時應調整距離，但需布置在水流平穩(wěn)處，以下介紹選用的兩種量水設施的工作原理。矩形薄壁堰矩形薄壁堰具有結構簡單、造價低廉、加工方便、測流精度高的特點，而且比較適宜在比降大、含沙量小的渠道中使用。實驗表明，無側收縮，自由出流時，矩形薄壁堰量水最為穩(wěn)定，測量精度也較高。用來量水的矩形薄壁堰，宜使堰寬與上游行近渠槽寬等寬，形成無側收縮的堰，下游水位應低于堰頂。矩形量水堰安裝的技術規(guī)定：矩形量水堰一般要求安裝在順直、水平的矩形行近渠槽中，行近渠槽中的水流應保證均勻穩(wěn)定；矩形量水堰中線應與渠槽水流軸線一致，堰板與渠底、側墻垂直；水舌下面的空間應與大氣相通，堰上水頭不小于3CM;堰底及堰身兩側，不得有漏水現(xiàn)象。三角剖面堰由1:2(垂直:水平)的上游坡和1:5(垂直:水平)的下游坡組成。兩坡面相交形成直線堰頂，堰頂是水平的，與行近渠槽的水流方向正交。三角堰結構簡單，但堰頂?shù)氖┕ひ筝^高。要使堰頂堅固耐用，堰頂角度符合設計要求，堰體使用耐腐蝕，耐磨損的金屬材料制作。三、實踐體會與建議灌區(qū)量水遵循自上而下的建設程序，先干支渠后斗農渠。目前干渠量水全部完成，支渠量水完成百分之三十，從完成的量水設施運行情況來看，效果良好。斗農渠量水根據(jù)末級渠道節(jié)水改造項目結合建立農民用水戶協(xié)會來逐步實施，最終全面完成量水設施建設，實現(xiàn)節(jié)水農