無喉道量水槽在灌區(qū)渠道流量智能監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，水資源供需矛盾日益突出。在我國水資源緊缺的環(huán)境下，作為占總用水量70％以上的農(nóng)業(yè)灌溉用水管理落后、浪費嚴重，相當一部分水量由于人們節(jié)水意識弱而白白流失?？茖W進行用水規(guī)劃，合理進行用水調(diào)度，精確進行測水量水，充分發(fā)揮灌溉用水量的節(jié)水潛力，正日益受到全社會的高度重視。灌區(qū)測水量水是加強灌溉管理、強化節(jié)約用水的基礎(chǔ)工作。加大科技投入研發(fā)新技術(shù)和新設(shè)備進行節(jié)水、創(chuàng)新灌溉管理體制從管理機構(gòu)和管理模式方面進行節(jié)水，是推動灌區(qū)

2、節(jié)水的兩個重要措施。
　　 灌區(qū)用水計量作為灌溉節(jié)約用水的基礎(chǔ)，其測量結(jié)果的準確性將直接關(guān)系到節(jié)水措施能否落到實處。目前我國明渠測流技術(shù)、方法及設(shè)備有很多種，許多測流方法特別是新型的測流方法設(shè)施未能在灌區(qū)大量使用，無法在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題并進行改進。對某一種測流方法或設(shè)備進行細致的研究，并投入到實際運行中來跟蹤其實用性、穩(wěn)定性、準確性等性能指標，是優(yōu)化改進已有量水方法、完善灌區(qū)測水量水技術(shù)應(yīng)當進行的研究。同時，無論采用何種方法進

3、行測量，最終需要讀取水位或流速數(shù)據(jù)。然而，灌區(qū)渠道眾多、測量點分散，人工讀取數(shù)據(jù)費時費力且每日讀取次數(shù)有限，有限的數(shù)據(jù)不能夠反應(yīng)灌區(qū)頻繁變化的流量情況。況且人工統(tǒng)計后續(xù)處理繁瑣，計算過程受人為因素影響，結(jié)果可靠性較低，不能夠及時應(yīng)用到灌區(qū)配水調(diào)水工作中。隨著計算機技術(shù)的大規(guī)模發(fā)展，借助電子傳感器與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對灌區(qū)流量數(shù)據(jù)的采集、記錄與處理，可大大節(jié)省人力，并具有實時、可靠等優(yōu)點。
　　 本文從經(jīng)濟實用、安裝簡單、使用方便、穩(wěn)定可靠

4、等方面考慮，選擇了量水槽中的無喉道量水槽作為研究對象，進行了以下幾個方面的研究。
　　 1、對無喉道量水槽的結(jié)構(gòu)形式、量水水力學原理、流量計算方法、設(shè)計施工等進行了詳細介紹。對無喉道量水槽測量精度控制主要做了兩方面的工作，一是根據(jù)原有渠道的設(shè)計流量、渠寬、坡降等參數(shù)進行無喉道量水槽水力計算分析，仔細設(shè)計計算出無喉道量水槽的外形幾何數(shù)據(jù)并繪出施工圖紙;二是嚴格按照圖紙和技術(shù)要求施工，確保建造后的量水槽尺寸與圖紙一致、糙率均勻、堅固

5、耐用等;將水位傳感器放置測流井內(nèi)，以消除水面波動對水位的影響。
　　 2、運用先進的監(jiān)測通信設(shè)備和軟件技術(shù)結(jié)合無喉道量水槽技術(shù)，對灌區(qū)自動化測水量水進了系統(tǒng)研究，對實時遙測所需要的水位傳感器、通信設(shè)備、工控機和組態(tài)軟件等進行了闡述;結(jié)合當前山東省大范圍內(nèi)進行的小農(nóng)水重點縣建設(shè)項目進了實際應(yīng)用，設(shè)計并建成了基于無喉道量水槽的智能流量遙測系統(tǒng)，對系統(tǒng)量水準確性和系統(tǒng)穩(wěn)定性進行了研究，取得了一些經(jīng)驗和效果。
　　 3、對無喉道

6、量水槽測流進行對比試驗，測量精度率定首先是對所測水位進行多種方法校對，確保所測水位準確無誤，確保不出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常和系統(tǒng)錯誤;其次采用超聲波流量計和流速儀進行測流比對，以分析校對所測流量值的大小予以修正。
　　 通過以上研究得出以下主要結(jié)論:
　　 1、對于干渠因坡降小流量大，建設(shè)無喉道量水槽后渠道雍水過大，過流條件較惡劣，不宜采用無喉道量水槽測流;對于斗農(nóng)渠因坡度較陡流量較小，渠首水頭富足且渠道設(shè)計超高較大，因此適于使用無

7、喉道量水槽進行測流，且測流效果較好。
　　 2、通過無喉道量水槽與便攜式超聲波流量計和流速儀測流的對比試驗，以及對實驗結(jié)果的相關(guān)性分析表明無喉道量水槽測流精度較高，滿足斗農(nóng)渠測流要求。
　　 3、本智能流量監(jiān)測系統(tǒng)不但具有足夠的量水精度，而且克服了人工測流勞動強度大、測量精度低、不能實時監(jiān)測連續(xù)記錄、資料統(tǒng)計計算復雜等諸多局限，在實際應(yīng)用中具有很好的實用性。系統(tǒng)自建成投入使用后，灌區(qū)用水管理部門做到了實時精確的測水量水、

8、科學高效的輸水引水、合理迅捷的水量調(diào)配，系統(tǒng)的建成真正意義上實現(xiàn)了灌溉用水的按方收費和計劃用水，推動了節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。量水設(shè)施和智能流量監(jiān)測系統(tǒng)的安裝，校核與檢驗了灌溉渠道的實際輸水能力、渠道輸水損失，精確地測量了各渠道、各用水戶的用水量，為灌區(qū)管理者提供了科學直觀的一手資料?？茖W合理的水費征收增強了用水戶的節(jié)水意識，使灌區(qū)灌溉保證率得到了提高，水資源浪費情況得到了控制，充分體現(xiàn)灌區(qū)信息化為灌溉管理、節(jié)水用水等方面帶來的效能。本套基于無