农村灌区量水解决方案

时间：2021-12-14

灌区量水解决方案
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**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**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。

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