灌区量水解决方案II
一、灌区量水背景灌区量水是灌溉用水管理的基本条件,是促进节约用水的有效手段,以往的水费计量多采用按面积进行粗狂式预估,这对于节水灌溉是非常不合理的。近几年来,灌区改革迫切需要完善灌溉用水计量系统。灌区量水是实行计划用水,按方计征水费,促进节约用水和提高灌区管理水平的一项必不可少的重要工作。灌区量水有以下几方面的作用:1、可以较准确地按照用水计划,调节、控制各级渠道的分水流量,促进节约用水;2、根据量水结果资料,可以分析计算各级渠道的输水能力和输水损失,统计计算各地段的用水量和各种作物的灌水定额,进而提供渠系水喝田间水的利用率,为计划用水提供必要的数据,同时也为新建、扩建或改建灌区提供规划设计的基本资料。3、为按水计量征税费和经济用水管理提供较可靠的依据。
二、灌区渠道的常用测流方法1、水工建筑物法水工建筑物测流方法,是利用河、渠、湖、库上已有的堰闸、涵洞、抽水站、水电站等水工泄水建筑物,通过实测水头(水头差)、闸门开启高度等水力因素,经率定分析或利用经验公式确定流量系数或效率系数,用水力学公式计算流量的一种测流方法。优点:(1)简便易行、经济实惠;(2)可减少因灌溉系统设置量水设施产生的水头损失;(3)能取得完整的连续资料;(4)只要边界条件不变,水工建筑物的水位流量关系是固定不变的,而且是单一关系。缺点:(1)水工建筑物的流量系数需通过人工测量来确定,测量精度不太高;(2)现有的水工建筑物有的经多年运行老化、破损严重,不能符合利用建筑物量水的条件。2、槽堰测流法测流堰槽一般是由行近渠槽、量水建筑物和下游段三部分组成,通过量水建筑物主体段过水断面的科学收缩,使得上、下游形成一定的落差水头,即可用公式、表格或关系曲线,得到较为稳定的水位与流量关系。测流堰槽一般在没有水工建筑物或现有水工建筑物不能用以量水时,或是要求的量水精度超过水工建筑物量水能达到的精度时,可采用。优点:(1)简便易行、经济实惠;(2)原理简单,使用较方便;缺点:(1)需要设置进行土建,施工成本较高;(2)通常采用超声波水位计测量水位换算流量,测量精度不高;(3)对水体有阻碍作用。
3、多普勒超声波流量计(速度面积法)
4、雷达流速仪(速度面积法)雷达式测流产品,采用多普勒雷达测速原理,对水流的表面流速进行探测,微波雷达不受温度梯度、压力、空气密度、风或其他气象环境条件的影响,可全天候全天时稳定工作。同时,雷达可以设置不同发射频率,在多点近距离探测时,可有效地避免相邻产品的雷达波束互扰影响。另外,监测系统或单位可根据探测获得的速度值(多点测量),加之河道断面几何形状信息等,对天然河流/城市河流、渠/涵/管道剖面水流量进行测定。雷达流速仪需要配合雷达水位计或者超声波水位计使用,雷达流速仪的测量原理也是基于多普勒效应的,其采用高频的雷达波发射到渠道水体表面,由于多普勒效应,接收到的雷达波的频率会发生改变,这个频差正比于流速的速度。再利用雷达水位计或者超声波水位计换算出过流面积,即可得到流量。雷达流速仪的原理和多普勒超声波流量计的测速原理基本相同,但是由于它是测量水体表面的流速,实际使用的过程中会受到风浪的影响,并且需要进行人工校核。优点:(1)采用非接触的雷达波测速,适合安装在环境比较恶劣,对测流精度要求较低的场合。(2)安装简便,只需要将设备正对水流方向即可。缺点:(1)设备需要配套水位计和控制器使用成本较高。(2)由于采用高频GHz级的雷达波其起始速度较高,一般为0.10m/s的水流才能测量。(3)测流的精度不高,会受到水面的波动影响,有可能出现下面没有水流动但是会测量出水流来。