灌区测量水工作的发展浅谈(董斌,董伟,陈强)

摘 要：灌区测量水工作是农业灌溉的基础性工作，为灌区粮食生产起到保障作用，测量水工作末来的 发展方向是低水头损失，低成本造价。随着国家经济的发展，灌区测量水工作将向田间标准化方向哪展，最终实现信息化、自动化、智能化、为灌区节约用水、科学用水提供保障。

关键词：节水灌区、测量水、低水头、高精度、基础性工作。

1 概述

水是生命之源，更是国民经济发展的命脉，但我国是一个水资源紧缺的国家，人均水资源量2200m3，仅为世界水平的四分之一。水资源的可持续利用是国家非常重视的问题。目前国家大力推行节水措施，发展节水型农业，建立节水型社会，所有这些都必须以实行节水计量、实行水资源的有偿使用为前提。测量水工作虽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基础性工作，没有测量水，就无法实现水的有偿使用，就不能知道节水灌溉措施的成效，灌区测量水工作为农业节水灌溉、科学配水及合理利用水资源提供了可行的计量依据。

2 灌区农业测量水现状

灌区农业用水占全国总用水量的70%，农业用水的输送主要是通过明渠，但明渠输水水中杂质较多，对测量水的方法及精度有较高的要求。近年来，随着灌区水管体制改革的不断深入，测量水技术有了很大的发展，引进了大量国外先进的测量技术，如适用于中小型渠道的无喉量水堰、薄壁量水堰、梯形量水堰、巴歇尔量水槽等。并在这些硬件设备基础上，研制了一大批用于灌区自动化量水的仪器、仪表，如电磁流量计、超声波流量计等。这些设备、仪表的优点是，水头损失小，测量范围广，且不需要额外参数补偿等，从而积极推动了灌区农业测量水工作的发展。

但从总体看大部分灌区测量水设备不完善，精度低，且应用于斗、农渠上的水量计量较少，形成了干渠等大尺度上水量计量较精确，而分散到用水户的水量计量精度较低的情况。

3 目前灌区测量水的主要设施及方法

灌区量水一般主要针对支、斗、农渠，其特点是施测流量小，但直接关系到供用水方的利益，所以精度要求较高。

3.1利用水工建筑物量水

主要利用灌溉渠上的各种配套建筑物如：阐、涵、跌水、渡槽、倒虹吸等。用作量水的水工建筑物必须符合以下条件：（1）建筑物本身要完整无损，无变形、不漏水、无淤积阻塞现象；（2）启闭闸门等调节设备，不漏水，无变形损坏等现象；（3）要符合水力计算要求，水头损失不少于5cm,水流呈潜流状时，其潜没深度不少于0.95。其测流原理是根据建筑物不同流态的流量计算公式，选用适当的流量系数，再通过按一定要求设置的水尺，测得建筑上下游水位，推求流量和计算累积水量。它的优点在于可节省大量附加量水设备的费用，又可减少渠道水头损失。因此若校核达到一定精度的建筑物，应尽可能利用来量水。

3.2设量水设备量水

当渠系上建筑物无法满足量水需要或为取得特定渠段量水资料，可利用特设量水设备进行量水。常用的特设量水设备有三角堰、梯形堰、巴歇尔量水槽、无喉道量水堰等。其测流原理为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，通过堰流量的计算公式得到不同水位下的流量。灌区特设量水设备 一般多应用于斗、农渠系，其优点是量水精度较高，可减轻测流工作量，但其不可避免的带来水头损失，因此在选择特设量水设备时应考虑以下几点（1）水头损失尽可能小，不妨碍渠道加大流量的通过；（2）观测计算方便；（3）在渠道通过充许输沙能力的流量时，量水不受影响。（4）设备费用及维护费用少。目前灌区使用特设量水设备常参照试验给定的各种模板尺寸进行制安，可大大减小主体设计及水位流量关系计算的工作量。

3.3利用流速仪量水

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，断面应与水流方向垂直，因此对大流量、宽断面、杂草多、水流含沙量大的灌溉渠道并不适宜。

3.4利用仪表或其他特制的装置量水

其优点是结构简单、量测直观、精度较高。目前随着电子技术和超声波技术的迅猛发展，有些灌区已采用了电磁流量计、超声波流量计等科技含量较高的流量量测设备，这些设备的特点是不需要在水中安装量测元件，故不会改变水的流态，也不会产生随加的水头损失，水的测量及计算可以全自动化反映，但仪器的价格较昂贵，难以在灌区普遍推广。

4 灌区测量水存在的问题

目前大部分灌区测量水存在以下问题：

4.1 灌区测量水设备不配套

由于大部分灌区基础设施不完善，建筑物老化失修现象较严重，制约了量水设施的配套，同时灌区量水设施较缺乏。

4.2 量水精度不高

在灌区测水量中，一般要求精度在±5%，目前大部分量水设备都是在特定流态和工况下，才能满足精度，如渠道於积等使流态发生变化，量水精度就会隆低，故灌区量水设施精度不高，严重制约了测量水工作的推广普及。

5 灌区测量水工作的发展趋势

5.1 量水设施向低水头损失、低造价方向发展

现有量水设备大多数是通过加大水头损失来提高测量精度，对灌区扩大自流灌溉面积很不利，因此未来的测量水设施要符合低水头损失、低造价才能符合广大灌区的经济发展现状。

5.2 田间量水向标准化、装配式、便携式方向发展

随着国家加大灌区基础设施建设的投入，灌区用水条件将趋于一致，田间配水渠道也将趋于标准化，这就为田间测量水设施的标准化、便携化提供了硬件基础。

5.3 灌区量水向信息化、自动化方向发展

随着电子技术及计算机网络技术的发展，使得数据传输更加便捷，可靠性大大提高，从而为灌区量水的信息化、自动化提供了条件，灌区测量水最终实现水管理的信息化、自动化和智能化，将是未来灌区测量水发展的方向。

6 结束语

灌区测量水工作是灌区发展高新节水灌溉、科学调配水及合理利用水资源的一项基础性工作，搞好灌区量测水有利于促进节约用水、科学用水，对灌区粮食生产起到保障作用，在国家经济建设和社会发展中具有举足轻重的作用，因此灌区测量水工作将随着国家经济的发展而快速发展。

参考文献

《灌区量水工作手册》 陈炯新 邹广荣《水力计算手册》 武汉水利大学水力学教研室

作者简介

董斌(1969.1-) ，毕业于塔里木农业大学,农业水工建筑物专业。 董伟(1973-)，本科，毕业于塔里木农业大学，专业是农业水工建筑物。