浅析农业灌区用水管理中量水技术的应用

发布时间：2022-10-27 13:40:04 浏览数：次

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。灌区量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。

1灌区量水的主要设施与方法

1.1利用渠系建筑物量水

利用闸涵、渡槽、倒虹吸、跌水等渠系建筑物，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。用作量水的水工建筑物必须符合以下条件：a.建筑物本身要完整无损，无变形、不漏水、无淤积阻塞现象；b.启闭闸门等调节设备，不漏水，无变形损坏等现象；c.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。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。

1.2利用特设量水设施量水

现有的特设量水设施主要有量水堰、量水槽和量水计三大类。

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—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：a.水头损失尽可能小，不妨碍渠道加大流量的通过；b.观测计算方便；c.在渠道通过充许输沙能力的流量时，量水不受影响。d.设备费用及维护费用少。

量水堰有三角堰、梯形堰、无喉道量水堰等，这类量水堰结构简单，测流精度较高，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。

量水槽有适用于各种断面的长喉道量水槽，矩形或梯形断面的巴歇尔量水槽和无喉道量水槽等。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。

1.3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—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，其中转于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。

2灌区量水存在的问题

2.1灌区基础设施不配套。我国灌区大多是在20世纪60、70年代兴建的，规划设计不够周密，建设施工过程中普遍存在“三边”现象，渠系标准不高、建筑物配套不全。现有灌区建筑物大多数运行时间都在20、30年以上，加之后期维护无法跟上，老化失修现象严重。在基础设施配套不全的情况下，有些量水设施经过多年使用，遭到自然及人为因素的损坏。

2.2量水设施精度不高。在灌区量水中，一般要求量水误差不超过15％。量水设施的设计施工存在质量问题，由于设计施工不到位导致灌区已建成的量水设施水平度、垂直度、平整度及结构尺寸等，误差都超过规定的允许值，进而影响了量水的精度。有些量水设施对施工要求较高，当施工质量达不到设计要求或运行期局部淤积都会使量水精度显著下降。灌区量水设施精度不高，影响了灌区量水工作的推广和普及。

2.3部分量水设施成本及技术要求高。在计量仪器方面，随着计算机技术的飞速发展，传感器的形式不断增多，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，但由于成本高和灌区发展水平限制并没有利用。尽快研制符合我国灌区目前经济发展水平，价格低廉，具有推广价值的量水设施和仪器是科研机构面临的主要问题，尤其是面广量大的斗农渠量水设施和仪器的研究。

2.4缺少专业量水技术人员，尤其缺少掌握自动化、微机等先进技术的量测人员。

2.5在灌区的水量量测设施配置方面，尚无明确的统一性规定。

3灌区量水的发展趋势

3.1灌区量水设施向低水头损失，低造价方向发展。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，对于地形平坦的平原区，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水头损失，将是人们在研制和开发量水设备时必须关注的问题。加强斗农渠的量水工作，斗农渠量水面广量大，其量水设施的价格要符合老百姓的承受能力，在当前农村经济欠发达的情况下，造价低廉，精度符合要求的量水设施必将是未来一段时间的主要发展方向。

3.2灌区量水技术向标准化发展。随着灌区节水改造工程的实施，灌区基础设施状况将会明显改晋，农业生产集约化程度将大大提高，灌溉用水条件将趋于一致，田间配水渠道也将趋于标准化。再者，田间量水设备数量庞大，由于施工队伍的技术水平和野外条件的限制，现场浇筑难以保证尺寸规范，材料和用工消耗也很高，不利于田间量水设备的正常运行。

3.3灌区量水向信息化、自动化方向发展。随着我国灌区体制改革的普遍推行和农业现代化水平的提高，自动化测量和调控已成为量水发展的趋势。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。

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